又一位年轻科学家加入了有头衔的学者行列。恭喜 Vikram Duvvuri，他刚刚成功答辩了他的博士论文——“修正引力作为暗能量的替代方案”！这并非易事，但这与 Vikram 无关——他的一位论文答辩委员会成员被困在东海岸，在多次延误后不得不通过电话参与答辩。但 Vikram 在所有紧张的戏剧性过程中都保持了冷静，并安然无恙地完成了答辩。这篇论文基于我参与合作的两篇论文：《宇宙加速膨胀是新的引力物理学导致的吗？》（与 Mark Trodden 和 Michael Turner 合著）和《广义修正引力模型的宇宙学》（与上述作者以及 Antonio De Felice 和 Damien Easson 合著）。其核心思想是，通过修正引力而不是引入暗能量来解释观测到的宇宙加速膨胀。也就是说，我们放眼宇宙，看到遥远的星系正在加速远离我们。在爱因斯坦的广义相对论框架下，由普通物质和辐射组成的宇宙不可能发生这种情况——我们需要某种形式的能量密度，在宇宙膨胀时不会消散，而是持续存在。因此，我们通过设想宇宙约 70% 是某种奇异的暗能量（可能是一种宇宙学常数），它平滑地分布在空间中，并且在时间上几乎恒定，来拟合数据。但另一种可能性是爱因斯坦是错的，我们需要在宇宙学尺度上修正广义相对论。有多种方法可以做到这一点；其中一种似乎有潜在可行性的是 Dvali、Gabadadze 和 Porrati 的膜世界构造。我们的方法是寻找最简单的修正引力模型，能够使宇宙加速膨胀。因此，我们坚持四维空间，没有引入新场，只是玩弄了时空度规的动力学。广义相对论的爱因斯坦方程是通过最小化一个作用量推导出来的，该作用量仅仅是曲率标量 *R* 在时空上的积分。我们想要一个新的作用量，当 *R* 很大时看起来像爱因斯坦的方程，但在 *R* 很小时（如晚期宇宙）则看起来不同。所以我们做了显而易见的事情：在作用量中将 *R* 替换为 *R*+1/*R*。Vikram 的论文就是对这个模型和一些更复杂的类似主题的变体进行了研究。遗憾的是，原始模型并不完全奏效；正如 Chiba 所指出的，它已经被太阳系引力测试所排除。这主要是因为我们的理论引入了一个新的自由度。在弱场极限下，广义相对论是关于一个无质量的自旋 2 粒子（引力子）的理论。我们修正后的作用量开启了一个新的自由度，它是一个有质量的（超光速的）自旋 0 粒子。这基本上是普遍存在的；如果你通过向作用量添加新项来玩弄爱因斯坦的理论，这种情况几乎总是会发生。因此，我们学到了一个教训：在不与实验发生冲突的情况下，很难对广义相对论进行大的改动。但这样的尝试仍然可以带来有益的成果，例如获得新的博士学位！
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