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无动能项的超局部修正引力模型

宇宙学与河外天体物理 2016-08-17 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们提出了一类我们称之为超局部的修正引力理论。我们在爱因斯坦-希尔伯特作用量中添加一个动能项可忽略的标量场。我们还引入了与物质的共形耦合。这产生了一种新的屏蔽机制,其不完全源于标量场势或耦合函数的非线性,而是源于动能项的缺失。因此,这消除了真空中孤立物体之间的任何第五力。这些模型的预言仅依赖于一个自由函数,因为势和耦合函数是简并的,其振幅由参数 α106\alpha \lesssim 10^{-6} 给出,该参数的大小来自于要求对牛顿势在天体和宇宙学尺度上的微小修正。这凸显出一个红移 zαα1/3100z_{\alpha} \sim \alpha^{-1/3} \gtrsim 100,此处第五力最大。宇宙学背景在 10610^{-6} 精度内遵循 Λ\Lambda-CDM 历史,而宇宙学扰动在小尺度上显著增强(或阻尼),k2hMpc1k \gtrsim 2 h {\rm Mpc}^{-1}z=0z=0。球坍缩和暗物质晕质量函数以相同方式被修正。我们发现对于星系或亚星系结构,引力的修正更大。我们还给出了非线性和非均匀第五力区域的热力学分析,发现当第五力主导时,在 zαz_\alpha 之前宇宙并未变得更加不均匀,并且对于大质量晕内部额外小尺度上不会导致团块物质的存在,而对于质量 M1011MM\lesssim 10^{11} M_\odot 存在这种可能性,此时超局部模型的表象与 Λ\Lambda-CDM 最为不同。

关键词

引用

@article{arxiv.1605.02938,
  title  = {Ultra-local models of modified gravity without kinetic term},
  author = {Philippe Brax and Luca Alberto Rizzo and Patrick Valageas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1605.02938},
  year   = {2016}
}

备注

40 pages, 23 figures, updated references