¿Cuál es el objetivo de las teorías GR modificadas?

Question

Habiendo terminado un curso introductorio en el GR, empecé a leer un poco acerca de la modificación de la teoría general de la relatividad de las teorías, especialmente f(R) GR y escalar-tensor de teorías.

Sin embargo, soy incapaz de entender el atractivo de estas teorías. Se estudiaron puramente por el bien de su estudio, o hay razones subyacentes?

Por ejemplo, en Brans-Dicke teoría, parece ser que es compatible con la PPN parámetros sólo para algunos "antinatural" los valores de sus parámetros ($\omega$, en mi libro de texto). Además, a mí me parece que no se extiende la relatividad general, en el sentido de que se esfuerza en explicar lo GR hace con gracia, y no ofrece nada nuevo para la "problemática" de la GR (es decir, la inflación, la materia oscura o la constante cosmológica).

Me estoy perdiendo algo? Si la pregunta es demasiado amplia, estoy de acuerdo con una respuesta con sólo Brans-Dicke teoría. Sólo quiero saber si hay un objetivo específico, estas teorías están buscando, o que son desarrollados a "explorar" alternativas posibles para GR sin ningún objetivo real en la mente.

Edit : al principio, cuando yo todavía estaba aprendiendo GR y sólo había escuchado acerca de la modificación de las teorías, pensé que su objetivo era dar una teoría que no requieren de la materia oscura o una constante cosmológica para dar cuenta de las observaciones, o que no sería necesario un inflaton campo para la inflación a ocurrir y así sucesivamente. Ahora después de haber leído un poco de todo el tema, tengo la impresión de que pocos explorar estas posibilidades, de ahí mi pregunta. Por favor tome nota de que sólo recientemente he empezado a leer sobre el tema, así que pueden haber tenido una idea completamente equivocada.

Answer 1

En primer lugar, no hay ninguna razón por qué todos los posibles de orden superior en términos de la acción de Einstein-Hilbert en principio no deben estar allí. A bajas energías, los efectos de estos de orden superior en términos serían menos relevantes, y de describir nuestras observaciones astrofísicas (en los que la teoría General de la Relatividad se basa) que podría ser suficiente utilizar sólo una de bajo consumo eficaz de la descripción donde $f(R) \approx \Lambda + R$.

Cuando vamos a energías más altas, (una teoría cuántica de) la gravedad, como se describe por la acción de Einstein-Hilbert, no es renormalizable y tendría todas estas posibles términos de orden superior como counterterms, lo que vuelve a indicar que todos estos términos de orden superior que podría estar allí en una teoría cuántica de la gravedad. Esto es parte de la motivación para el estudio de la $f(R)$ teorías de la gravedad. La teoría de cuerdas también da lugar a los términos de orden superior en la acción de Einstein-Hilbert, por lo que la mayoría de la gente en ese campo creo que estos términos debería ser así (por las razones antes mencionadas).

Además, uno de los más conocidos de la inflación de los modelos (el uso de un campo escalar con un giro lento potencial), conocido como el Starobinsky modelo, puede ser obtenido a partir de una teoría ampliada de la gravedad que incluye solamente la siguiente líder cúbicos plazo en $R$. $$ S = \frac{1}{2} \int d^4 x \left(R + \frac{R^2}{6 M^2} \right) $$ Esto se suma a la sospecha de que una adecuada teoría cuántica de la gravedad, describiendo el pleno de la mecánica cuántica de la dinámica del espacio-tiempo, incluyendo la inflación cósmica en el universo temprano, de hecho podría incluir todos estos términos de orden superior.

El uso de $f(R)$ teorías en un intento de explicar la materia oscura es normalmente más difícil, ya $f(R)$ a baja curvatura reducir a GR (que a su vez reduce a la ley de Newton de la gravitación). Teorías que tratan de explicar la materia oscura por la modificación de las teorías de la gravedad debe tener la ley de Newton de la gravitación a bajas energías y por tanto conocido como MOND (Modificado de Newton de la Dinámica) teorías