D物质宇宙中的引力波传播与引力子质量效应

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"D物质宇宙中重力的传播" 在物理学领域,这篇由Thomas Elghozi、Nick E. Mavromatos和Mairi Sakellariadou共同撰写的开放获取文章探讨了引力波在D物质宇宙中的传播特性。文章发表在《欧洲物理杂志C》(Eur.Phys.J.C)2017年第77卷,编号445,DOI为10.1140/epjc/s10052-017-4998-z。这篇理论物理和宇宙学的研究文章深入研究了引力子在D物质环境中的行为。 引力波的检测,特别是在激光干涉引力波天文台(aLIGO)对合并黑洞的探测中取得的突破,激发了作者对引力波在D物质宇宙中传播的研究兴趣。D物质是一种假设的物质形式,它与大规模结构的形成和通货膨胀理论相兼容。在D物质宇宙中,由于D粒子的Born-Infeld动力学,产生了反冲速度场的凝聚体,这使得引力子获得了有效质量。这个现象暗示着引力子与D粒子之间存在相互作用。 文章指出,D粒子的引力能量作为暗物质的一个组成部分,其折射率超过了光速,从而导致了与引力子的竞争性效应。作者们分析了凝聚条件,特别是当反冲速度的量子波动相对较大时,可能在当前的宇宙阶段,引力子的感应质量和凝聚水的影响可能会比反冲速度的大小大几个数量级,甚至可能与现今的宇宙学常数有关。 为了限制引力子的质量,作者利用了aLIGO的数据和脉冲星定时观测提供的最严格的边界。在具有腔内引力子的场景下,高能宇宙物质也会受到重力切伦科夫效应的影响,这在观察到的超高能宇宙射线中得到了进一步限制。如果假设这些宇宙射线源自银河系外,基于重力契伦科夫效应的量子凝聚强度的界限与aLIGO的测量界限相同,这与假定宇宙射线起源于银河系内的情况相比,相应界限会显得更弱。 这项工作提供了对引力子性质和D物质宇宙模型的新见解,同时也为未来的引力波探测和宇宙学研究提供了理论基础。通过研究引力子在D物质环境中的传播,科学家们可以更好地理解宇宙的暗物质成分以及引力的传播机制,这对于构建更精确的宇宙模型至关重要。