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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

Eddington-inspired Born-Infeld gravity: astrophysical and cosmological constraints

P. P. Avelino

Resumo
In this letter we compute stringent astrophysical and cosmological constraints on a recently proposed Eddington-inspired Born-Infeld theory of gravity. We find, using a generalized version of the Zel’dovich approximation, that in this theory a pressureless cold dark matter fluid has a non-zero effective sound speed. We compute the corresponding effective Jeans length and show that it is approximately equal to the fundamental length of the theory R = к1/2G-1/2, where к is the only additional parameter of theory with respect to general relativity and G is the gravitational constant. This scale determines the minimum size of compact objects which are held together by gravity. We also estimate the critical mass above which pressureless compact objects are unstable to colapse into a black hole, showing that it is approximately equal to the fundamental mass M = к1/2c2G-3/2, and we show that the maximum density attainable inside stable compact stars is roughly equal to the fundamental density ρ = к-1c2, where c is the speed of light in vacuum. We find that the mere existence of astrophysical objects of size R which are held together by their own gravity leads to the constraint к < GR2. In the case of neutron stars this implies that к < 10-2 m5 kg-1 s-2, a limit which is stronger by about 10 orders of magnitude than big bang nucleosynthesis constraints and by more than 7 orders of magnitude than solar constraints.

Physical Review D
Volume 85, Página 104053_1
maio 2012

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Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é uma nova, mas muito aguardada, estrutura de investigação com uma dimensão nacional. Ele concretiza uma visão ousada, mas realizável para o desenvolvimento da Astronomia, Astrofísica e Ciências Espaciais em Portugal, aproveitando ao máximo e realizando plenamente o potencial criado pela participação nacional na Agência Espacial Europeia (ESA) e no Observatório Europeu do Sul (ESO). O IA é o resultado da fusão entre as duas unidades de investigação mais proeminentes no campo em Portugal: o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) e o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL). Atualmente, engloba mais de dois terços de todos os investigadores ativos em Ciências Espaciais em Portugal, e é responsável por uma fração ainda maior da produtividade nacional em revistas internacionais ISI na área de Ciências Espaciais. Esta é a área científica com maior fator de impacto relativo (1,65 vezes acima da média internacional) e o campo com o maior número médio de citações por artigo para Portugal.

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