『修改引力理论简介』简要补充

本文是对『修改引力理论简介』一文的简单补充。

补充一:修改引力的背景补充

上个世纪曾经有一段引力理论发展的黄金时期。大约从 Einstein 的 General Relativity 开始,产生了很多的用来描述引力的理论。比较著名比如 Branks-Dicke 的理论,该理论很大限度的包括了 Mach 原理,比如突出的一点是,Brans-Dicke 理论中包含了 Mach 的惯性与环境相关的想法,也就是说在地球上做水桶实验中转动的水桶之所以会呈现出漩涡状,是因为水桶周围有其他物质,整个宇宙合起来造成了我们对惯性的测量,从而可以理解成引力也应当与周围环境有关。后来还有很多类似的理论,这样就产生了一类 Scalar-Tensor 理论。
当时产生的理论大都可以在小尺度上退化到 GR,但是由于当时还没有宇宙加速膨胀的结论,所以大家并没有什么足够强烈的动机来使用这样的理论。但是上个世纪末的超新星测距离实验所带给我们的宇宙加速膨胀的结论,给了我们一个足够的理由来怀疑 GR 在大尺度上的准确性了,毕竟,我们只是在太阳系内比较精密的验证了 GR.

如果我们怀疑 GR 的准确性,那么我们有两条路可以走,一条是创造全新的理论,另一条是在 GR 基础上改造,一般而言,第二条路是更加实惠的方案。

如果要改造 GR, 从作用量出发是比较简单直观的。Einstein 的 General Relativity 理论中,作用量可以写作

\[\frac{1}{16\pi G}\int \mathrm d^4 x \sqrt{-g} R(g) + \int \mathrm d^4 x \mathscr L (g, Matter)\]

我们可以动的地方,可以用下面的这张图来说明:


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补充二:修改引力理论脑图补充

截取 Pedro Ferreira 的报告里面的一张幻灯片作为补充:


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补充三:其他『没有暗能量/暗能量被掩盖』的理论

这部分不算是修改引力的补充,但是暂时也没地方放,所以就附在这里。

有很多没有暗能量的理论,或者暗能量不是我们所观测到的这样的的理论,比如

  • Void

该模型认为我们生活在一个不均匀的宇宙中并且生活在一个很大的空洞中,这样很容易解释超新星的数据。有些人将这个理论发展的很好了,很多数据都可以解释。

  • 重新从经典场论的角度考察 Eisntein 的 GR

通过经典场论的方法来重新考虑 GR 的变分过程(重新理解基本场)。通过仔细的设计,总可以使得作用量中的一些项不出现在运动方程中。例子: Cleaning Up the Cosmological Constant