FRW cosmological perturbations in massive bigravity

Comelli, Denis; Crisostomi, Marco; Pilo, Luigi

doi:10.1103/physrevd.90.084003

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“…A second dynamical metric opens a whole new window for the above mentioned conceptual issues and actually does exhibit a stable flat Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) solution [56]. This has also been an active area of research lately, but unfortunately it is seems hard to obtain models where all perturbations are bounded on the backgrounds of interest [57][58][59].…”

Section: Conceptual Shortcomings Of the Drgt Approachmentioning

confidence: 99%

Infrared Non-local Modifications of General Relativity

Mitsou¹

2016

Springer Theses

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Le sujet de recherche abordé dans cette thèse concerne le problème de l'énergie sombre en cosmologie, cette forme d'énergie encore non-identifiée qui domine actuellement la dynamique de notre univers. Nous considérons l'éventualité que ce soit une modification non-locale de la théorie de la Relativité Générale qui soità l'origine de cet effet. Inspirés par la théorie de gravité massive, nous construisons des théories non-locales dans lesquelles la gravité peut avoir une masse mais où l'invariance sous difféomorphismes n'est pas brisée. Nous nous focalisons sur la cosmologie de ces théories et les confrontonsà certaines contraintes observationnelles. Sur un plan plus théorique, nous nous attardonségalement sur les subtilités de la théorie des champs non-locale, en clarifiant certains malentendus sur la question de stabilité. RésuméDans cette thèse, notre première motivation est de construire une théorie de gravité massive qui soit invariante sous transformations de coordonnées et ne fasse pas appelà une métrique extérieure de référence, ce qui est possible si l'on a recoursà des termes non-locaux. Cependant, les contraintes phénoménologiques nous mènerontà des modifications non-locales de la Relativité Générale dans lesquselles la gravité n'est pas forcément massive, mais où la cosmologie reproduit les observations actuelles.La structure dynamique d'une théorie des champs non-locale présente quelques subtilités par rapport aux théories locales, et ne pas en tenir compte peut nous menerà conclusions erronées. Nous commençons donc par l'étude de la dynamique des théories de jauge massives, linéaires et locales, sous plusieurs angles différents, afin de mettre en avant les propriétés qui ne seront pas exportables dans le cas non-local. Nous en profitons pour discuter un aspect intéressant de la théorie linéaire d'un champ massif de spin-2, qui consiste en une symétrie de jauge cachée dans le secteur scalaire. Elle n'apparaît que lorsque les champs non-dynamiques sontéliminésà travers leuréquations du mouvement et, en ce sens, elle correspondà une symétrie de la physique, mais pasà une symétrie de l'action.Nous terminons l'étude des théories massives locales linéaires en les reformulant en tant que théories massives non-locales mais invariantes de jauge,à travers le formalisme de Stückelberg. Ceci constitue notre premier pas dans les théories non-locales, même si en l'occurrence la non-localité n'est qu'apparante et disparaît avec un choix de jauge approprié. Cependant, la technologie ainsi développée nous permet de définir une théorie d'un champ spin-2 massif linaire réellement non-locale et invariante de jauge.Suiteà cela nous faisons une pause pour discuter en profondeur les subtilités des théories non-locales susmentionnées. La première est que deséquations non-locales et causales ne peuvent pasêtre obtenuesà travers le principe variationnel standard appliquéà une action non-locale, mais qu'il existe cependant un principe variationnel plus général qui fait l'affaire. Ensuite,à travers un processus de loca...

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Section: Conceptual Shortcomings Of the Drgt Approachmentioning

confidence: 99%

Infrared Non-local Modifications of General Relativity

Mitsou¹

2016

Springer Theses

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“…Several extensions exist in the literature. One example would be the coupling of matter to both metrics g µν and f µν simultaneously [27,[45][46][47][48][49], which, however, would introduce the BD ghost if the same matter sector is coupled to both metrics [45,50,51]. Ghost-free (but not always with well-behaved cosmological solutions) scenarios exist if one assumes a coupling through a composite metric [40,50,[52][53][54][55][56][57][58][59].…”

mentioning

confidence: 99%

Higuchi ghosts and gradient instabilities in bimetric gravity

Könnig

2015

Phys. Rev. D

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Bimetric gravity theories allow for many different types of cosmological solutions, but not all of them are theoretically allowed. In this work we discuss the conditions to satisfy the Higuchi bound and to avoid gradient instabilities in the scalar sector at the linear level. We find that in expanding universes the ratio of the scale factors of the reference and observable metric has to increase at all times. This automatically implies a ghost-free helicity-2 and helicity-0 sector and enforces a phantom dark energy. Furthermore, the condition for the absence of gradient instabilities in the scalar sector will be analyzed. Finally, we discuss whether cosmological solutions can exist, including exotic evolutions like bouncing cosmologies, in which both the Higuchi ghost and scalar instabilities are absent at all times.

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“…Some works have some overlap with our own. Comelli et al [71], Koennig et al [80], Lagos et al [40], Cusin et al [78] and Amendola et al [41] employed linear perturbation theory to understand what pathologies may arise in each sector of bigravity. These works vary depending on the branch and α n region they focus on but overall they span several branches of solutions including the one employed here.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…To avoid a number of pathologies described in Refs. [22,56,71], we choose the so-called healthy branch 2 of cosmological solutions which corresponds to the dynamical equation…”

Section: Bigravity Cosmologymentioning

confidence: 99%

Mild bounds on bigravity from primordial gravitational waves

Fasiello

Ribeiro

2015

J. Cosmol. Astropart. Phys.

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Abstract. If the amplitude of primordial gravitational waves is measured in the near-future, what could it tell us about bigravity? To address this question, we study massive bigravity theories by focusing on a region in parameter space which is safe from known instabilities. Similarly to investigations on late time constraints, we implicitly assume there is a successful implementation of the Vainshtein mechanism which guarantees that standard cosmological evolution is largely unaffected. We find that viable bigravity models are subject to far less stringent constraints than massive gravity, where there is only one set of (massive) tensor modes. In principle sensitive to the effective graviton mass at the time of recombination, we find that in our setup the primordial tensor spectrum is more responsive to the dynamics of the massless tensor sector rather than its massive counterpart. We further show there are intriguing windows in the parameter space of the theory which could potentially induce distinct signatures in the B-modes spectrum.arXiv:1505.00404v1 [astro-ph.CO] 3 May 2015

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FRW cosmological perturbations in massive bigravity

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Infrared Non-local Modifications of General Relativity

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Higuchi ghosts and gradient instabilities in bimetric gravity

Mild bounds on bigravity from primordial gravitational waves

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