Testing modified theories of gravity

2つのテンソル自由度を持ち、追加のスカラーモードがない修正重力の宇宙論的なテストをおこなった。考慮する重力理論は、背景進化のレベルでLCDMモデルと区別できない宇宙モデルを持つ。モデルには1つの修正重力パラメーターがあり、その効果は線形摂動に現れるが、追加のスカラーモードは伝播しない。現在のモデルを組み込んだBoltzmannコードを使用して、Planck CMBデータからパラメータへの制限を与えた。この修正重力モデルは、太陽系のテストや重力波の伝播によってほとんど制限されないため、この結果は、このモデルの初めての観測的なテストを提供することになった。また、最近、スカラー・テンソル重力理論の文脈で、スカラー場の高階導関数を含む逆可逆非共形変換の一般化が提案された。この一般化された非共形変換をHorndeski理論に適用することで、従来よりも一般的な健全なスカラー・テンソル理論であるいわゆる一般化された非共形Horndeski理論を得ることができる。ただし、物質場を導入すると高階スカラー・テンソル理論の等価性条件が壊れ、Ostrogradskyゴーストが現れる可能性があるため、一般化された非共形Horndeski理論が物質場と整合的にカップリングできるかどうかは不明である。本研究ではこの問題を調査し、特定のゲージを仮定せずに、物質場への最小カップリングが一般化された非共形Horndeski理論において整合的である条件を求めた。その結果、Ostrogradskyゴーストの現れを避けるために、一般化された非共形変換のすべての高階導関数項が禁止されることを発見した。最小カップリングされた物質場が存在する場合にゴーストフリーとなるのは、従来の非共形変換を通じてHorndeski理論につながる理論だけであるという結論に至った。

2つのテンソル自由度を持ち、追加のスカラーモードがない修正重力の宇宙論的なテストをおこなった。考慮する重力理論は、背景進化のレベルでLCDMモデルと区別できない宇宙モデルを持つ。モデルには1つの修正重力パラメーターがあり、その効果は線形摂動に現れるが、追加のスカラーモードは伝播しない。現在のモデルを組み込んだBoltzmannコードを使用して、Planck CMBデータからパラメータへの制限を与えた。この修正重力モデルは、太陽系のテストや重力波の伝播によってほとんど制限されないため、この結果は、このモデルの初めての観測的なテストを提供することになった。また、最近、スカラー・テンソル重力理論の文脈で、スカラー場の高階導関数を含む逆可逆非共形変換の一般化が提案された。この一般化された非共形変換をHorndeski理論に適用することで、従来よりも一般的な健全なスカラー・テンソル理論であるいわゆる一般化された非共形Horndeski理論を得ることができる。ただし、物質場を導入すると高階スカラー・テンソル理論の等価性条件が壊れ、Ostrogradskyゴーストが現れる可能性があるため、一般化された非共形Horndeski理論が物質場と整合的にカップリングできるかどうかは不明である。本研究ではこの問題を調査し、特定のゲージを仮定せずに、物質場への最小カップリングが一般化された非共形Horndeski理論において整合的である条件を求めた。その結果、Ostrogradskyゴーストの現れを避けるために、一般化された非共形変換のすべての高階導関数項が禁止されることを発見した。最小カップリングされた物質場が存在する場合にゴーストフリーとなるのは、従来の非共形変換を通じてHorndeski理論につながる理論だけであるという結論に至った。