<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v3.0 20080202//EN" "http://dtd.nlm.nih.gov/publishing/3.0/journalpublishing3.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" dtd-version="3.0" xml:lang="en" article-type="research article">
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  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">
    jmp
   </journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Journal of Modern Physics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2153-1196
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2153-120X
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/jmp.2025.164028
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    jmp-141907
   </article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="heading">
     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    The Evolution of the Universe Based on Principal Bundle Geometry
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Bi
      </surname>
      <given-names>
       Qiao
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
   </contrib-group> 
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    <addr-line>
     aPhysics Department, Science School, Wuhan University of Technology, Wuhan, China
    </addr-line> 
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   <pub-date pub-type="epub">
    <day>
     27
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    <month>
     03
    </month>
    <year>
     2025
    </year>
   </pub-date> 
   <volume>
    16
   </volume> 
   <issue>
    04
   </issue>
   <fpage>
    536
   </fpage>
   <lpage>
    554
   </lpage>
   <history>
    <date date-type="received">
     <day>
      7,
     </day>
     <month>
      March
     </month>
     <year>
      2025
     </year>
    </date>
    <date date-type="published">
     <day>
      11,
     </day>
     <month>
      March
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      11,
     </day>
     <month>
      April
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date>
   </history>
   <permissions>
    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    This paper proposes a novel geometric framework for unifying dark matter, dark energy, and cosmic evolution through a modified gauge-theoretic approach. By introducing a scalar function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       γ
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mi>
        x
       </mi> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mi>
       tanh
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
         k
        </mi>
        <mi>
         x
        </mi>
       </mrow> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
     </mrow> 
    </math> , where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       x
      </mi>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mfrac> 
       <mi>
        a
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
          a
         </mi> 
         <mn>
          0
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      a
     </mi> 
    </math> as the local “absolute acceleration” and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
        a
       </mi> 
       <mn>
        0
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
       ≈
      </mo>
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
         10
        </mn>
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
         −
        </mo>
        <mn>
         8
        </mn>
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> cm/s² a reference scale), we construct an extended principal bundle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
        P
       </mi> 
       <mo>
        ˜
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
       =
      </mo>
      <mi>
       P
      </mi>
      <mo>
       ×
      </mo>
      <mi>
       ℝ
      </mi>
     </mrow> 
    </math> and redefine the connection form as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
        ω
       </mi> 
       <mo>
        ˜
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
       =
      </mo>
      <msub> 
       <mi>
        ω
       </mi> 
       <mi>
        G
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
       +
      </mo>
      <mi>
       d
      </mi>
      <mi>
       γ
      </mi>
     </mrow> 
    </math> , ensuring curvature invariance while modulating gravitational sources. In the Newtonian limit, the field equation simplifies to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       γ
      </mi>
      <mtext>
        
      </mtext>
      <msup> 
       <mo>
        ∇
       </mo> 
       <mn>
        2
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
       ϕ
      </mi>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mo>
       −
      </mo>
      <mn>
       4
      </mn>
      <mi>
       π
      </mi>
      <mi>
       ρ
      </mi>
     </mrow> 
    </math> , revealing 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      γ
     </mi> 
    </math> ’s role in scaling gravitational effects. Distinctively, dark matter and dark energy emerge as geometric consequences of spacetime curvature rather than exotic components: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       γ
      </mi>
      <mo>
       →
      </mo>
      <mn>
       1
      </mn>
     </mrow> 
    </math> restores standard gravity at small scales, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
       0
      </mn>
      <mo>
       &lt;
      </mo>
      <mi>
       γ
      </mi>
      <mo>
       &lt;
      </mo>
      <mn>
       1
      </mn>
     </mrow> 
    </math> enhances gravity (mimicking dark matter) at galactic scales, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       γ
      </mi>
      <mo>
       →
      </mo>
      <msup> 
       <mn>
        0
       </mn> 
       <mo>
        +
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> drives cosmic acceleration via 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       Λ
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mi>
        γ
       </mi> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
      <mo>
       →
      </mo>
      <mi>
       ∞
      </mi>
     </mrow> 
    </math> . Crucially, allowing 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
      x
     </mi> 
    </math> to take negative values introduces 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       γ
      </mi>
      <mo>
       →
      </mo>
      <msup> 
       <mn>
        0
       </mn> 
       <mo>
        −
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       Λ
      </mi>
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mi>
        γ
       </mi> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
      <mo>
       →
      </mo>
      <mo>
       −
      </mo>
      <mi>
       ∞
      </mi>
     </mrow> 
    </math> , enabling cyclic universe scenarios through curvature oscillations. The derived force law 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       F
      </mi>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mi>
       γ
      </mi>
      <mi>
       m
      </mi>
      <mi>
       a
      </mi>
     </mrow> 
    </math> aligns with MOND phenomenology, bridging modified dynamics and geometric modulation. Furthermore, the model constructs a closed “Taiji-like” cosmic evolution loop in the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       γ
      </mi>
      <mo>
       −
      </mo>
      <mi>
       x
      </mi>
     </mrow> 
    </math> plane, linking asymptotic states (
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       γ
      </mi>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mo>
       ±
      </mo>
      <mn>
       1
      </mn>
     </mrow> 
    </math> at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
       x
      </mi>
      <mo>
       =
      </mo>
      <mo>
       ±
      </mo>
      <mi>
       ∞
      </mi>
     </mrow> 
    </math> ) via hyperbolic perturbations, symbolizing cyclic rebirth. By unifying cosmic dynamics under a geometric gauge framework, this work offers testable predictions for parameter calibration 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow>
       <mo>
        (
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
         k
        </mi>
        <mo>
         ,
        </mo>
        <msub> 
         <mi>
          a
         </mi> 
         <mn>
          0
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
         ,
        </mo>
        <msub> 
         <mi>
          Λ
         </mi> 
         <mn>
          0
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
        )
       </mo>
      </mrow>
     </mrow> 
    </math> and establishes a philosophically resonant synthesis of mathematical physics and cosmological evolution.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Generalized Gauge Transformation
    </kwd> 
    <kwd>
      Dark Matter
    </kwd> 
    <kwd>
      Dark Energy
    </kwd> 
    <kwd>
      Einstein Equation
    </kwd> 
    <kwd>
      Universal Evolution
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>General Relativity as the classical theory of gravitational interaction has been rigorously validated across scales from the solar system to cosmology [1]. However, the flattening of galaxy rotation curves [2] and cosmic accelerated expansion [3] reveal limitations of the classical framework at specific scales. While dark matter and dark energy hypotheses are widely adopted to explain these anomalies [4], their elusive microscopic nature has spurred research into modified gravity theories. Although MOND (Modified Newtonian Dynamics) [5] successfully reproduces galactic-scale observations, its lack of a covariant framework remains a constraint.</p>
   <p>Recent breakthroughs in geometric modified gravity include: the 2022 nonsingular bouncing universe model based on f(R) gravity supporting cosmic cycles [6], and the 2021 unified inflation-contraction framework within scalar-tensor theory [7], both highlighting the central role of spacetime geometry in cosmic evolution. This work proposes an innovative gauge transformation approach by introducing a scaling function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       a 
     </mi> 
    </math> as the local absolute acceleration and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          8 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> cm/s<sup>2</sup> as the critical acceleration). We construct an extended principal bundle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> and redefine the connection form as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, achieving curvature invariance ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>) while enabling nonlinear modulation of gravitational sources [8]. The proposed action is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ℒ 
            </mi> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> (1)</p>
   <p>Derived field equations read:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        8 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (2)</p>
   <p>In the Newtonian limit, this reduces to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, demonstrating dynamic modulation of the gravitational source 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ρ 
     </mi> 
    </math> by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The theory’s breakthrough lies in unifying dark matter and dark energy as geometric effects: standard gravity is recovered at small scales ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>); enhanced gravity mimicking dark matter emerges at galactic scales ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>); and divergent 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> drives cosmic acceleration at cosmological scales ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>) [9]. When allowing negative 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       x 
     </mi> 
    </math> values, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> induces 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, triggering contraction phases and dynamic chaos zones, geometrically encoding cyclic universe scenarios [10]. The modified dynamical law 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> derived in the Newtonian limit aligns precisely with MOND phenomenology [11].</p>
   <p>Furthermore, through the principal bundle framework, this work unifies dark matter, dark energy, and curvature oscillations as gauge field effects, systematically connecting to our prior generalized gauge transformation theories [10]-[14]. The core innovation lies in constructing a cosmic cycle diagram on the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> plane: the central 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       S 
     </mi> 
    </math>-shaped evolution curve 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo> 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo> 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> interconnects virtual and real outer loops, forming a Taiji-like topological closure at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>), symbolizing the philosophical concept of cosmic rebirth.</p>
   <p>The paper is structured in six sections: Section II details the geometric construction of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math>; Section III derives field Equation (2) via variational principles; Section IV establishes correspondence with MOND under Newtonian approximations; Section V unveils cosmic cyclic evolution mechanisms through Figure 1; Section VI summarizes findings, discusses the geometric significance of generating 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> and outlines observational calibration pathways for parameters ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>).</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. Shows that on the 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   γ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   x
  
        </mi>
 
       </mrow>

      </math> plane, the central solid line 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   γ
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mi>
          
    x
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mo>
    
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   a
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   n
  
        </mi>
  
        <mi>
         
   h
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <mi>
           
     k
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     x
    
          </mi>
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math> represents the cyclic evolution of the two branches of the universe: when 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mn>
         
   0
  
        </mn>
  
        <mo>
         
   &lt;
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   γ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   &lt;
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   1
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>, 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    G
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mi>
           
     e
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     f
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     f
    
          </mi>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mrow>
   
         <mi>
          
    G
   
         </mi>
   
         <mo>
          
    /
   
         </mo>
   
         <mi>
          
    γ
   
         </mi>
  
        </mrow> 
  
        <mo>
         
   &gt;
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   G
  
        </mi>
 
       </mrow>

      </math>, which can explain the rotation curve without the need for dark matter particles; for dark energy, 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   γ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   →
  
        </mo>
  
        <mo>
    
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>, gravity disappears, 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        
  Λ
 
       </mi>

      </math> dominates the expansion; 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   γ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   &lt;
  
        </mo>
  
        <mo>
    
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>, repulsive force increases, accelerating expansion (or gravity begins to increase and the universe contracts). Upper outer circle 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    γ
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mi>
           
     u
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     p
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     p
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     e
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     r
    
          </mi>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   tanh
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <mi>
           
     k
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     x
    
          </mi>
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
  
        <mo>
         
   +
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   sech
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <mi>
           
     k
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     x
    
          </mi>
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math> (red dotted line) and lower outer circle 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    γ
   
         </mi> 
   
         <mrow> 
    
          <mi>
           
     l
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     o
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     w
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     e
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     r
    
          </mi>
   
         </mrow> 
  
        </msub> 
  
        <mtext>
         
   ​
  
        </mtext>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   tanh
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <mi>
           
     k
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     x
    
          </mi>
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
  
        <mo>
         
   −
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   sech
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mrow> 
    
          <mi>
           
     k
    
          </mi>
    
          <mi>
           
     x
    
          </mi>
   
         </mrow> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
 
       </mrow>

      </math> (green dotted line) are virtually closed at 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   γ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   ±
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   1
  
        </mn>
  
        <mo>
         
   ,
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   x
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   →
  
        </mo>
  
        <mo>
         
   ±
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   ∞
  
        </mi>
 
       </mrow>

      </math>, forming a Tai Chi-like diagram.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7505603-rId108.jpeg?20250417092223" />
   </fig>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Principal Bundle and Structural Group</title>
   <p>We introduce the principal bundle is defined as:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(3)</p>
   <p>Where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       P 
     </mi> 
    </math> is the principal bundle of the original gauge group 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mi>
        L 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, that is, the frame bundle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> [10]-[14], and the fiber is expanded to the additive group 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math> (rather than the multiplicative group). Here the structure group is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(4)</p>
   <p>where the element 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> can be positive, negative or zero, indicating the “displacement” on the fiber. Then the local cross section is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(5)</p>
   <p>Here, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math> fiber coordinate. The connection form is expanded to:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (6)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          g 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a connection of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       G 
     </mi> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          g 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a set of 1-forms with Lie algebra g as range on the principal bundle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       P 
     </mi> 
    </math>. Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math> is an Abelian additive group, its Lie algebra is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>, with generator 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       D 
     </mi> 
    </math>, and the connection form is a translational differentiation:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(7)</p>
   <p>So, the gauge transformations are driven by elements 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> of the extended structure group 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, where:</p>
   <p>These gauge transformations act as group operations on the principal bundle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math>, altering the choice of local sections. Here, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are independent gauge parameters corresponding to the degrees of freedom of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       G 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>, respectively. The field 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> originates as the fiber coordinate in the original section 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, representing the “position” along the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>-fiber. Meanwhile, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> acts as the incremental parameter in gauge transformations, encoding translations along the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>-fiber.</p>
   <p>Crucially, without introducing 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, the gauge transformations of the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>-fiber cannot be described. This is because 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is fixed as the intrinsic value of the original section 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, whereas gauge transformations require modifying the fiber coordinate 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to generate a new section 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. The absence of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, would “freeze” the gauge freedom of the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>-fiber, preventing adjustments to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>However, regardless of gauge transformations, the connection 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> and curvature 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        Ω 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> on the principal bundle remain invariant. Their projections onto the base manifold manifest as components satisfy the generalized gauge equations; this is a foundational principle underlying the grand unification of physical interactions.</p>
   <p>So the original section is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, is a local gauge choice of the bottom manifold 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       M 
     </mi> 
    </math> to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math>. After the gauge transformation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> acts:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(8)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the action of G; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the additive action of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>.</p>
   <p>Hence, the original connection is equation (6), that is, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is based on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. After the gauge transformation:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(9)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>(10)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a gauge parameter, its differential 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> reflects the transformation effect in the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math> direction. So for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we have:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (11)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mtext>
          ​ 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(12)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> (13)</p>
   <p>The above explanation of the gauge construction is given in Appendix A.</p>
   <p>Therefore, the curvature form can be obtained from the Cartan second structural equation:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (14)</p>
   <p>Here, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and it can be proved that the cross term 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, because 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the generator (basis) of g, such as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mtext>
         g 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, so it is also the generator of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; D is the Lie algebra generator of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>, choose 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (standard basis), see Appendix B for detailed proof. So, we have the result:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (15)</p>
   <p>where we define the field strength as:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (16)</p>
   <p>Its scaling form is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (17)</p>
   <p>where, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> can be negative, and a negative value indicates a reversal of the field strength direction (the attractive force turns into a repulsive force).</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. New Field Equation</title>
   <p>Considering that gravitational interactions are dominant in large-scale spacetime, the standard form of the interaction quantity we constructed is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ℒ 
            </mi> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> (18)</p>
   <p>Then the generalized gauge transformation proposed above is performed. Here, the transformation of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> refers to the relationship between the cosmological constant and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> proposed by the author in the literature [10] [11], that is,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (19)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       R 
     </mi> 
    </math> is the scalar curvature, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       A 
     </mi> 
    </math> is an undetermined constant. In this way, we construct the action as:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              ℒ 
            </mi> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> (20)</p>
   <p>here, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ℒ 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the Lagrangian of matter. Then the action variation is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               γ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   γ 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             δ 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              ℒ 
            </mi> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> (21)</p>
   <p>Hence we obtain:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(22)</p>
   <p>1) Gravitational term:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          16 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          16 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          16 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (23)</p>
   <p>2) Cosmological term:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            16 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </mfrac> 
          <msqrt> 
           <mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msqrt> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <msub> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           8 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <msup> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (24)</p>
   <p>where, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>3) Matter term:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ℒ 
       </mi> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </msub> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msqrt> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msqrt> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (25)</p>
   <p>So we get the action variation as:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               16 
             </mn> 
             <mi>
               π 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mi>
               ν 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              8 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 γ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                γ 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mi>
               ν 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
             <mi>
               ν 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <msup> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             μ 
           </mi> 
           <mi>
             ν 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (26)</p>
   <p>The new field equation is derived as follows:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          16 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         8 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(27)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        8 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>(28)</p>
   <p>where</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(29)</p>
   <p>We can assume 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       A 
     </mi> 
    </math> is a constant and is determined experimentally.</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Newtonian Approximation</title>
   <p>The above new field equation is that when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, but 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> still maintains 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        F 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> can be deduced under Newton’s approximation, that is, the modified Newton’s second law can be derived. The following is the derivation process:</p>
   <p>Starting from the new field Equation (29),</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        8 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is a scalar function; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       A 
     </mi> 
    </math> is a constant or a function that does not depend on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the energy-momentum tensor. In the Newtonian approximation, we have:</p>
   <p>1) Weak field limit:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mtext>
          ​ 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(30)</p>
   <p>where, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mtext>
          ​ 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          00 
        </mn> 
        <mtext>
          ​ 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          ≪ 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>2) Low speed limit:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          00 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(31)</p>
   <p>3) Static Assumption:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (32)</p>
   <p>4) Space and time condition, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (Such as Solar system scale);</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Thus, there is only the time-time component 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          00 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          00 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(33)</p>
   <p>Therefore, we can get:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          00 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          00 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          00 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msup> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (34)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          00 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          00 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(35)</p>
   <p>Substituting equations (34) and (35) into the field Equation (28), we obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msup> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        8 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(36)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(37)</p>
   <p>In the Newtonian approximation (solar system scale approximation), 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>; - 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>; so we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
      <mo>
        ⇒ 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(38)</p>
   <p>That is, from the Newtonian approximation of the field equation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        8 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, we can obtain the modified Poisson Equation (38):</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mi>
          ρ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Defined by gravitational field strength</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(39)</p>
   <p>Directly integrating the modified Poisson equation (assuming the boundary condition 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> at infinity), we obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>(40)</p>
   <p>However, in order to explicitly handle the gradient of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math>, we need to strictly expand the gradient operator acting on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϕ 
     </mi> 
    </math>, that is,</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               ρ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <msup> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 ′ 
               </mo> 
              </msup> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msup> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  ′ 
                </mo> 
               </msup> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mtext>
              d 
            </mtext> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(41)</p>
   <p>Using Leibniz’s law:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>(42)</p>
   <p>Define the standard Newtonian potential:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mo>
         ∇ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mtext>
          ​ 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        ρ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(43)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mtext>
          ​ 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∫ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             ρ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               ′ 
             </mo> 
            </msup> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>(44)</p>
   <p>Then the gravitational field strength is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mtext>
          ​ 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mtext>
            ​ 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(45)</p>
   <p>So the Newton force is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(46)</p>
   <p>Decompose the Newton force above into two parts:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             N 
           </mi> 
           <mi>
             e 
           </mi> 
           <mi>
             w 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ︸ 
        </mo> 
       </munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          "Main item" 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <munder> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              ϕ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               N 
             </mi> 
             <mi>
               e 
             </mi> 
             <mi>
               w 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               o 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              γ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           ∇ 
         </mo> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo stretchy="true">
          ︸ 
        </mo> 
       </munder> 
       <mrow> 
        <mtext>
          "Additional items" 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </munder> 
     </mrow> 
    </math>(47)</p>
   <p>Then we rescale the main term, that is, the main term can be written as:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>(48)</p>
   <p>The corrected acceleration is defined here:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            a 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>(49)</p>
   <p>The additional term comes directly from the gradient of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(50)</p>
   <p>Therefore, combining the main term and the additional term, the force modulated by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(51)</p>
   <p>Here, in the main term 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, so when Newton approximation is used, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (such as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>), we may have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>(52)</p>
   <p>This is consistent with the MOND theory. In summary, the additional term 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> above comes from the spatial inhomogeneity of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math>; after observing [12]-[16] if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we have:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          sech 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mi>
            tanh 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> (53)</p>
   <p>Hence we can get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> (54)</p>
   <p>However, this formula is derived based on the Newton approximation, so we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(55)</p>
   <p>Finally, we get:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ⇒ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>(56)</p>
   <p>where:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∇ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> is the acceleration modulated by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math>, while the Newtonian acceleration is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           ϕ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mi>
            e 
          </mi> 
          <mi>
            w 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            o 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        ∇ 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is the direct effect of the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> gradient. Under the above Newtonian approximation, for galaxy structures beyond the solar system (for example, the Milky Way), since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> is closer to 1, so 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, so 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is consistent with MOND theory [15] [16]. Here, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> has a dual role: it modulates the gravitational source (through the field equation) and modifies the inertial mass (through the dynamical equation), which is the source of the dark matter and dark energy hypothesis.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Physical Effects and Cosmic Evolution</title>
   <p>Through the above analysis of the physical behavior of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we define:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(57)</p>
   <p>Here 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       a 
     </mi> 
    </math> is the absolute acceleration of particles in the region ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       a 
     </mi> 
    </math> can be regarded as the local acceleration field of the universe (such as galaxies or expansion effects)), 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mn>
          10 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          8 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          cm 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           s 
         </mtext> 
         <mtext>
           2 
         </mtext> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, is the Milky Way acceleration constant. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math> is the adjustment positive and negative and proportional coefficient.</p>
   <p>So we can find:</p>
   <p>For small scales ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       x 
     </mi> 
    </math> large, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≫ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>): 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, restore standard gravity (such as the scale of the solar system);</p>
   <p>Galaxy scale (𝑥 medium, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, effective gravity 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> enhanced, simulated dark matter effect;</p>
   <p>The cosmic scale ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>): 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> dominates, driving accelerated expansion; but ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>): 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> dominates, driving accelerated contraction! It shows that at the edge of the evolution of the universe, expansion or contraction is extremely unstable and is a chaotic area!</p>
   <p>Negative value region ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math> is adjusted to a negative value): 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the gravity is reversed to repulsion.</p>
   <p>Or directly define 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (acceleration can be positive or negative); 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. Physical meaning: the sign of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       a 
     </mi> 
    </math> may be related to the acceleration direction of the local area of the universe. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, the expansion is consistent with the current universe; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, contraction may occur in the future or in local areas. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is the critical point, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       Λ 
     </mi> 
    </math> diverges, and positive and negative fluctuations may cause random switching between expansion and contraction; it conforms to “edge chaos”: matter is sparse on a large scale in the universe, and the fluctuation is significant.</p>
   <p>Expansion and contraction: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, dark energy drives expansion; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, similar to negative energy density, possible local collapse. Edge chaos: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> may be the “phase transition point” of cosmic evolution; fluctuations may come from quantum effects or dynamic uncertainty of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math>. Comparison with observations: In the current universe, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mn>
        0.01 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (large-scale estimate), 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> small positive value; has not reached the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> chaotic region. Future edge: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> may trigger chaotic fluctuations.</p>
   <p>In fact, from Equation (57) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, we can find that the universe is divided into two branches and curvature oscillations:</p>
   <p>1) Branch 1 (positive branch, current universe), that is, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>In 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>: positive curvature, Newtonian gravity applies; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>: gravity weakens, explaining the rotation curve (dark matter effect), accelerated expansion of the universe (dark energy effect); 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>: zero curvature, gravity disappears, chaotic region, expansion and contraction of the universe depends on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>. So, if it is found that the universe 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> is gradually getting smaller, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <msup> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, it will lead to the solution of the “cosmological constant problem of physicists” (regarding the quantum vacuum energy discrepancy) and the “cosmological constant problem of astronomers” (concerning the observed accelerated expansion), basically confirming that the first branch of the evolution of this model is established.</p>
   <p>2) Branch 2 (negative branch, negative curvature universe), that is, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the gauge field is reversed, generating repulsive force; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> becomes more negative, the curvature tends to −1, and the accelerated expansion intensifies.</p>
   <p>The evolution of the universe has the characteristics of oscillation, which is manifested as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> changes with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       x 
     </mi> 
    </math> (or time), 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> changes from 1 to 0 to −1, and the curvature cycles between (1, 0, −1). However, the two points 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> are also a kind of asymptote, and the terminal of the asymptote corresponds to a certain limit point, that is, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The universe is actually similar to the starting singularity of expansion (Big Bang). These two singularities may also be highly chaotic and may transform into each other, so they may be connected by dotted lines. In the end, which singularity the universe expands violently from (Big Bang) may be random. Of course, the connection of the dotted lines here is more of a philosophical guess. Therefore, we give the following description of the universe evolution diagram.</p>
   <p>Based on the above analysis, we can construct a cosmic evolution diagram:</p>
   <p>1) Center dividing line, using the S-curve 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> as the dividing line; Symmetry: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>; Asymptotics: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>2) Outer circle construction, that is, defining the upper and lower outer circle curves:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        sech 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        sech 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(58)</p>
   <p>where, the hyperbolic secant function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        sech 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> takes a maximum value of 1 at 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, and tends to 0 as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       x 
     </mi> 
    </math> increases; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (such as 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.5 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>) limits 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> to [−1, 1]; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, coinciding with the center line.</p>
   <p>In this way, the upper and lower 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> form a dynamic closure. It ensures that the decay of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        sech 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is close to the center line when the outer circle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, forming a visual closure. It can also be said that the evolution diagram simulates an evolutionary Tai Chi circle, see Figure 1.</p>
   <p>The physical effects manifested are: dark matter: when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, which can explain the rotation curve without the need for dark matter particles; dark energy: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, gravity disappears, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       Λ 
     </mi> 
    </math> dominates the expansion; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, repulsive force increases, accelerating expansion (gravity begins to increase and the universe contracts).</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>6. Results and Discussion</title>
   <p>This study establishes a geometrically unified framework where the dynamics of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is driven by the principal bundle curvature 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       R 
     </mi> 
    </math> and the cosmological constant 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       Λ 
     </mi> 
    </math>. By constructing a modified field equation without external potentials, we achieve consistency with MOND theory in the Newtonian limit, thereby unifying dark matter, dark energy, and cosmic multiverse evolution within the extended principal bundle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. The theory demonstrates that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math>’s evolution ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>) corresponds to cyclic transitions between positive, zero, and negative curvature states, fully aligning with the cyclic universe paradigm. Notably, the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       S 
     </mi> 
    </math>-shaped evolution curve 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and virtual outer loops 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          o 
        </mi> 
        <mi>
          w 
        </mi> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (closed via 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        sech 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> perturbations) form a Taiji-like topological closure at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        ± 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>), embodying philosophical circularity (Figure 1). This framework not only provides a purely geometric explanation for dark matter and dark energy but also reveals the universe’s dynamic cyclic nature through curvature oscillations. Future observational constraints from galaxy rotation curves and supernova distance measurements will refine key parameters ( 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>), enhancing the model’s falsifiability.</p>
   <p>Finally, we address a potential conceptual ambiguity: Could the introduced 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> in the extended structure group 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo> 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> originate from dark matter or dark energy rather than geometric properties? To clarify this, we systematically analyze the theoretical framework, computational logic, and physical implications to justify why 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> fundamentally stems from spacetime geometry rather than external dark components.</p>
   <p>First, within the extended principal bundle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, the additional gauge freedom 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> manifests through the connection form 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Crucially, the total modified connection 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo> 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mo> 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> preserves the original curvature structure ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>), as verified by the curvature calculation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>. This geometric invariance demonstrates that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> does not modify spacetime curvature but dynamically scales gravitational interactions via the action principle. The field equation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        8 
      </mn> 
      <mi>
        π 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> explicitly reveals 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>’s role as a geometric modulator acting directly on the Einstein tensor 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> [9], distinct from dark matter/energy contributions conventionally embedded in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Second, the functional design 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> inherently encodes cosmic-scale gravitational behavior:</p>
   <p>Unlike dark sector models that postulate independent energy-momentum terms 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mtext>
            DM 
          </mtext> 
          <mo>
            / 
          </mo> 
          <mtext>
            DE 
          </mtext> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> [18], our framework internalizes these phenomena through geometric renormalization of the gravitational sector, eliminating the need for ad hoc matter fields.</p>
   <p>Finally, while our approach aligns conceptually with geometric modified gravity theories (e.g., f(R) [19], scalar-tensor [6] [20]), its uniqueness lies in unifying dark matter, dark energy, and cyclic cosmology via principal bundle extension and hyperbolic 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> dynamics. The 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> field emerges as a novel gauge transformation operator [10]-[14] [21], intrinsically tied to spacetime geometry rather than external matter. Observational tests—such as quantifying 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>’s imprint on galaxy rotation curves and large-scale structure—will further distinguish this geometric interpretation from dark matter/energy paradigms. We emphasize that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>’s physical essence resides in its role as a geometric phase modulating gravitational interactions across cosmic scales, offering a parsimonious alternative to conventional dark sector hypotheses.</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>Appendix A. Two Perspectives on Gauge Transformation</title>
   <p>1. Gauge transformation in physics (traditional definition)</p>
   <p>In physics, gauge transformation usually appears in gauge field theory (such as electromagnetism, Yang-Mills theory), indicating the transformation of local symmetry of the field. It acts on gauge fields (such as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>) or matter fields (such as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ψ 
     </mi> 
    </math>), but not directly on the cross section of the principal bundle. It is usually defined as follows:</p>
   <p>For a gauge field 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (local form, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>), 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       G 
     </mi> 
    </math> is the gauge group (such as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> or 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>), and the gauge transformation is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (A1)</p>
   <p>The field strength here is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>(A2)</p>
   <p>For matter field 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ψ 
     </mi> 
    </math> (such as electron field):</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(A3)</p>
   <p>The characteristics of this construction are: the transformation is local 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> dependent 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>; the field strength 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is transformed in the adjoint representation, not directly a scalar scaling. For example, in electromagnetism ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo> 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo> 
      </mo> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>):</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mi>
        Λ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(A4)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (unchanging)(A5)</p>
   <p>2. Gauge transformation in our model</p>
   <p>First, we define: principal bundle 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, structure group 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>; primitive section 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>; then the gauge transformation is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msup> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           ′ 
         </mo> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            γ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             γ 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(A6)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> represents an additional scalar degree of freedom, potentially related to cosmic dynamics, and the connection transformation is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(A7)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo> 
      </mo> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mo> 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>(A8)</p>
   <p>Field strength can be scaled:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo> 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (Direct scalar scaling)(A9)</p>
   <p>Note that (A9) is not directly derived from 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, but introduced via the action 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       S 
     </mi> 
    </math> in (20), reflecting a physical gauge scaling. The difference and connection between the physical gauge transformation defined above and the gauge transformation we defined are:</p>
   <p>1) The difference is manifested in the different objects of action. Physical gauge transformations act directly on the gauge field 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (gauge potential) or the matter field 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ψ 
     </mi> 
    </math>; the representation of the field is changed through the local group element 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. In our model, the gauge transformation acts on the principal bundle cross section 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>; the new cross section 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is defined through the group action 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>2) The field strength transformation takes a different form. The physical gauge transformation, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> (adjoint transformation); the eigenvalue ratio is kept unchanged (similarity transformation). In our model, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (scalar scaling); 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> can be arbitrarily changed (e.g. &lt; 1 or &lt; 0), beyond the adjoint transformation.</p>
   <p>3) The group structure is different. The physical gauge transformations involve only 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       G 
     </mi> 
    </math> (e.g. 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        S 
      </mi> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>), with no additional fibers. Our model is extended to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, introducing the scalar degrees of freedom of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>.</p>
   <p>4) However, the two are interconnected, showing that they have a common foundation; both originate from gauge symmetry, namely local group transformation; the principal bundle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       P 
     </mi> 
    </math> and the connection 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ω 
     </mi> 
    </math> are the geometric sources of the gauge field.</p>
   <p>5) The cross section corresponds to the field. Physically, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is the result of the cross section 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> pulling back the connection; the gauge transformation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> causes the change of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Our model: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> changes the cross section; 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> reflects the dynamics of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Both are to introduce local degrees of freedom and describe the transformation law of the physical field.</p>
   <p>3. Mathematical basis of the gauge transformation constructed</p>
   <p>1) Group action of the principal bundle: The definition of the principal bundle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> requires the structure group 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> through the right multiplication action:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(A10)</p>
   <p>Transformation of the local section 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        s 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math>: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(A11)</p>
   <p>The above is the standard gauge transformation form in principal bundle theory. The transformation properties of the connection here are: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> as a connection 1-form satisfies the equivariance of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msubsup> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(A12)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        U 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(A13)</p>
   <p>Here 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> can be decomposed into:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        A 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>(A14)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math> (A15)</p>
   <p>This is the mathematical definition of a gauge transformation.</p>
   <p>So, in traditional gauge field theory, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <msup> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a transformation of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       G 
     </mi> 
    </math>; and by introducing the scalar action of ℝ, we can make 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> scalable to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, which goes beyond the adjoint transformation. Further, due to the requirements of cosmic evolution, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo> 
      </mo> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo> 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> needs to change dynamically (positive, negative, zero), and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> provides this degree of freedom; this is consistent with the gauge symmetry in physics, but expands the scope of action.</p>
   <p>Therefore, this extension has a reasonable basis; it is manifested in geometric consistency, that is, the structure of the principal bundle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        ˜ 
      </mo> 
     </mover> 
    </math> requires group action to affect the cross section; the direct product form of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> naturally decomposes into 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. It also has physical innovation, that is, the scalar scaling of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> explains dark matter ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>) and dark energy ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>), which requires an additional gauge degree of freedom of ℝ. Furthermore, the scalar 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        tanh 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is chosen to match cosmic evolution, with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> mimicking dark matter and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> driving expansion, validated by the field equation.</p>
   <p>In short, the physical gauge transformation acts directly on the field, and our transformation acts on the cross section; the traditional transformation is in adjoint form, and we introduce scalar scaling. However, both are based on local symmetry, and the principal bundle is the common foundation.</p>
  </sec><sec id="s8">
   <title>Appendix B. Derivation of 

    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
      <msub> 
   
       <mi>
        
    ω
   
       </mi> 
   
       <mi>
        
    G
   
       </mi> 
  
      </msub> 
  
      <mo>
       
   ∧
  
      </mo>
  
      <mi>
       
   d
  
      </mi>
  
      <mi>
       
   γ
  
      </mi>
  
      <mo>
       
   =
  
      </mo>
  
      <mn>
       
   0
  
      </mn>
 
     </mrow>

    </math></title>
   <p>The process of obtaining 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> in the main text involves the calculation of the curvature of the principal bundle connection, the commutation relation of Lie algebras, and the properties of the wedge product. We give a step-by-step derivation here.</p>
   <p>First, we set the principal bundle to be: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        P 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, the structure group 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, then the connection form is: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mtext>
          g 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the connection of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       G 
     </mi> 
    </math>, g is the Lie algebra of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       G 
     </mi> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ℝ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the connection of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math> is the Lie algebra of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>. Then the curvature of the extended connection is, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>; in addition, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: the generator (basis) of g, such as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mi>
        m 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mtext>
         g 
       </mtext> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       D 
     </mi> 
    </math> is the generator of the Lie algebra of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>, choose 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (standard basis).</p>
   <p>Then the derivation process is given</p>
   <p>1) Definition of curvature form:</p>
   <p>The curvature of the principal bundle connection is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>(B1)</p>
   <p>Substituting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(B2)</p>
   <p>2) Expand calculation</p>
   <p>The exterior differential term in the above formula is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (B3)</p>
   <p>Here 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is the g-valued 2-form; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is a 1-form, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>).</p>
   <p>The wedge product term in the above formula is</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (B4)</p>
   <p>Substituting (B3) and (B4) into (B2) and combining them, we obtain:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>(B5)</p>
   <p>Substituting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the above equation becomes</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>(B6)</p>
   <p>Analyze the cross terms:</p>
   <p>a) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is g-value 1-form:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msub> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> (B17)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is a scalar 1-form, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is a basis of g; for g-valued forms, the definition of the wedge product requires consideration of multiplication in the Lie algebra:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∧ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (B8)</p>
   <p>In the above formula, because</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msub> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> (B9)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msub> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           Y 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           X 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math> (B10)</p>
   <p>therefore</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∧ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msub> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             Y 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
          </msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             X 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>(B11)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo> 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msub> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          ∧ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             a 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             T 
           </mi> 
           <mi>
             b 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>(B12)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           b 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is a structural constant.</p>
   <p>b) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is ℝ-valued 1-form (scalar 1-form); since the wedge product is antisymmetric, hence</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (B13)</p>
   <p>c) 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> can be expanded into the form:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msub> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          ∧ 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>(B14)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msub> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <msub> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
        <mo>
          ∧ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msup> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math>(B15)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msup> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        γ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> (Antisymmetry between 1-forms)(B16)</p>
   <p>Then, because 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> takes values at g, the generator is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> takes values at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math>, the generator is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        D 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>; 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> is a direct product group, and its Lie algebra is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        g 
      </mtext> 
      <mo>
        ⊕ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, so the Lie algebra commutation relation is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(B17)</p>
   <p>That is, because 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       G 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math> are independent, the crossover is zero.</p>
   <p>So 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> should be taken in 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        g 
      </mtext> 
      <mo>
        ⊕ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, for the vector field 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        X 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        Y 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
      </msub> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∧ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          X 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          Y 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(B18)</p>
   <p>where, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         X 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mtext>
        g 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         Y 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. However, in direct product Lie algebras, the product of g and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math> needs to be defined. In 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        g 
      </mtext> 
      <mo>
        ⊕ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, the wedge product is usually defined as:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ⊗ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mo>
          ⊗ 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊗ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msup> 
        <mo>
          ∧ 
        </mo> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mi>
          γ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>(B19)</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.141907-"></xref>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the right side of the above equation is 0, so 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          ∧ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mi>
           γ 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         γ 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Finally, combining the results of a), b), and c) above, we have:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        ∧ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (B20)</p>
   <p>That is, the connection 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       γ 
     </mi> 
    </math> of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ℝ 
     </mi> 
    </math> does not contribute to curvature and maintains the geometric structure of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       G 
     </mi> 
    </math>.</p>
  </sec>
 </body><back>
  <ref-list>
   <title>References</title>
   <ref id="scirp.141907-ref1">
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     Einstein, A. (1916) Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie. Annalen der Physik, 354, 769-822. &gt;https://doi.org/10.1002/andp.19163540702 
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.141907-ref2">
    <label>2</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Rubin, V.C., Thonnard, N. and Ford, W.K.J. (1978) Extended Rotation Curves of High-Luminosity Spiral Galaxies. IV—Systematic Dynamical Properties, Sa through Sc. The Astrophysical Journal, 225, L107. &gt;https://doi.org/10.1086/182804 
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.141907-ref3">
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     Riess, A.G., Filippenko, A.V., Challis, P., Clocchiatti, A., Diercks, A., Garnavich, P.M., et al. (1998) Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Constant. The Astronomical Journal, 116, 1009-1038. &gt;https://doi.org/10.1086/300499 
    </mixed-citation>
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   </ref>
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