修改恰普雷金气宇宙学

文摘

修改恰普雷金气作为一个外来流体介绍了h . b . Benaoum (2002)。修改的基本特性恰普雷金气作为宇宙模型进行了讨论。观测约束模型的参数都包括在内。修改恰普雷金气体之间的关系和一个均匀的最小耦合标量场会被重新评估通过构造其自动调节潜力。此外,我们研究的角色tachyonic字段修改恰普雷金气宇宙学模型和标量场和tachyonic之间的映射字段也被认为是。

1。介绍

天文学和宇宙学观测,如Ia型超新星(SNe Ia) [1- - - - - -4),大规模的红移调查结构(LSS) (5,6),宇宙微波背景(CMB) (7,8],威尔金森微波各向异性探测器(WMAP) [9,10),表明可观测宇宙加速扩张的经历。这些观察表明,宇宙几乎是平坦的,由nonbaryonic下层。这种加速度的来源通常是归因于一种奇异的液体一般以负压称为暗能量。

各种各样的暗能量模型提出了如宇宙学常数(11],精髓[12- - - - - -14),精华(15- - - - - -17,超光速粒子18- - - - - -20.],幻影[21- - - - - -23],恰普雷金气[24],quintom [25),全息暗能量(26),和额外的维度27]。宇宙的黑暗领域的本质(即。暗能量和暗物质)仍是一个谜。一个经济和有吸引力的想法统一宇宙的黑暗领域是考虑它作为一个单独的组件,作为暗能量和暗物质。一种实现暗物质和暗能量的统一是通过使用所谓的恰普雷金气。纯恰普雷金气体或广义恰普雷金气是一个理想流体,像一个无压流体在早期和后期的宇宙常数。

纯恰普雷金气和一个奇异的状态方程的特征是一个负压力24), 在哪里的压力,是能量密度,是一个积极的参数。

纯恰普雷金气一直延伸到所谓的广义恰普雷金气用以下状态方程(28]: 很明显,纯恰普雷金气恢复的情况。

恰普雷金气的有趣的特性是它连接到弦理论。它可以从Nambu-Goto获得行动的膜的(维时空的光锥参数化(29日- - - - - -33]。

本文的概述如下。在下一节中,我们研究的宇宙学模型修改恰普雷金气体由作者在介绍34]。我们表明,改性恰普雷金气体模型之间插入一个时代用软状态方程和德西特阶段。节3,修改恰普雷金气体之间的关系和宇宙学标量场评估。节4tachyonic字段被认为是一个候选人恰普雷金气体模型的修改。最低限度之间的对应耦合标量场和超光速粒子场还在调查中。

2。FRW宇宙恰普雷金气体模型的修改

的框架内Friedmann-Robertson-Walker FRW宇宙,称为模型修改恰普雷金气已经被作者提出(34]。这个模型包含一个初始阶段的辐射,它是基于以下的状态方程: 在哪里,是常量参数。

当,我们恢复理想流体的状态方程,即。为,它减少了广义恰普雷金气。

在(2。1),这两个术语开始的顺序相同,当压力消失(即,。在这种情况下,流体无压密度,对应于一定规模的因素, 的度规维FRW时空是 在哪里比例因子和吗最大限度的度量对称吗讨论了曲率。

弗里德曼方程给出了控制比例因子的演变 在哪里是哈勃参数。

在FRW框架中,流体的能量密度和一个压力必须满足守恒定律:

后者两个方程暗示

通过定义和一个新密度,(2。5)成为 这个方程可以很容易地集成导致 在哪里是一个积分常数。

密度将 的积分常数可以表达宇宙的规模(例如,)在流体压力消失: 能量密度将 在哪里。

大规模的因素,也就是说,,我们有 这对应于一个空宇宙宇宙常数(即。,a de Sitter space).

对小规模的因素,也就是说,,我们有 这对应于宇宙由一个状态方程。这表明这个模型之间插入一个宇宙由物质阶段和状态方程和德西特阶段。

此外,扩大(2.11)和(2。1)subleading条款的宇宙常数,我们获得的能量和压力的表达式如下: 这些对应于宇宙常数的混合物和一种物质的状态方程描述: 状态方程参数的形式: 范围在,这取决于宇宙的规模, 声音的速度被定义为 现在通过计算,我们获得 对修改后的恰普雷金气给音速的表达式如下: 这意味着总是正的,因此没有想象中的声速的担忧。

此外,它具有以下渐近极限, 声速从未超过小规模的光或规模的顺序压力消失的地方,提供了吗并将超过大型相比。

的约束天体物理学和宇宙学可见修改恰普雷金气已经被许多作者研究[35- - - - - -40]。的容许值参数,从观测数据已经被探索。

使用数据从不同的观测,即观察哈勃数据(OHD),重子声学振荡(包)和招商银行移位参数数据,允许的值的一些参数的修改恰普雷金气体提取。的182枚新力Ia,三年的威尔金森微波各向异性探测器和SDSS数据,最适合对应和(35]。这个结果是通过将修改后的恰普雷金气体分解为两个部分,即,暗物质和暗能量组件。

但是,通过使用马尔可夫链蒙特卡罗方法与SN Ia的观测数据结合2,OHD,集群x射线气体质量分数(CBF),包,和招商银行数据,最适合恰普雷金给气体参数的修改和(36]。

此外,修改恰普雷金气的扰乱性的分析表明,功率谱观测数据限制的价值(40),这样修改后的恰普雷金气是不好的。

3所示。作为一个标量场修改恰普雷金气

后(41- - - - - -45),我们描述修改恰普雷金气宇宙模型通过引入一个标量场有一个自动调节的潜力拉格朗日函数: 能量密度和压力的修改可以与标量恰普雷金气通过变换方程如下: 标量场的动能及其相应的潜力是 在哪里。

现在自总理表示推导关于在哪里和,我们得到 在这里,我们使用(2。4)对哈勃常数和宇宙微波背景的引导下,招商银行数据强烈一致的宇宙是平坦和限制自己平坦的情况。

通过使用(2.16),我们得到 第一个方程可以集成容易使 在哪里和。

我们注意到,对于大尺度,标量场的渐近方法常数字段并成为无限的(例如,对于小尺度。

接下来,用后者表达(3所示。2),我们可以把我们所有的物理量,的标量场作为 注意,这些物理量不依赖于中间常数(即。,constant of integration。

最后,我们得到以下潜在的具有简单的形式:

4所示。修改恰普雷金气Tachyonic字段

超光速粒子的重要性在弦理论宇宙学的灵感来源于18,19]。弦理论的均匀超光速粒子冷凝物的作用在一个背景是由引力 在哪里是一个标量曲率。tachyonic字段与tachyonic潜在可以表示为,相对论拉格朗日 tachyonic字段对应的能量-动量张量 的速度是 与。

由此可见,能量密度和压力tachyonic字段给出的 状态方程参数 宇宙加速膨胀的条件(例如,)要求 和滚动速子有一个有趣的状态方程的参数之间插入和。

的发展是由tachyonic字段 哈勃的约束方程参数给出的 通过结合最后两个方程,tachyonic字段和潜在的可以表示为 注意的知识和(即。,cosmological scale factor)完全决定了tachyonic字段及其相应的潜力。

通过映射的压力和能量密度相应的超光速粒子场的标量场和,我们获得 宇宙之间的对应tachyonic字段和指出了最小耦合标量场(34,46]。这样的信件也调查了(47]在那里明确证明不同的标量场和tachyonic模型可能产生相同的宇宙演化为特定初始条件的选择。

现在通过使用(3所示。7),一个完全集成的第一个方程(4.11)可以执行没有任何近似如下: 在哪里给出了超几何函数 与Pochhammer符号。

此外,通过替换第一个方程(3所示。7),(4.12为tachyonic字段)可以写的能量密度作为

找到标量场和其潜在的的超光速粒子场及其潜力,一个执行逆变换:

slow-rolling近似,速子领域的潜力和标量场的潜力大约是相同的。看到这,我们扩大(4.10)的一阶和使用(2。4)和(2。6)得到: 现在重写的潜力而言,,我们首先扩大(4.14第一顺序): 然后用它(4.16)最终得到: 在哪里和是常量参数取决于,。

5。结论

一种方法在现代宇宙学在于假设暗能量和暗物质是一个单一的实体的不同表现形式。这样的一个想法后,这项工作(参见[34)提出了一个宇宙模型的基础上,修改恰普雷金气体作为单个组件。结果表明,改性恰普雷金气体的状态方程篡改从充满物质时代的宇宙constant-dominated时代。天文学和宇宙学参数约束,修改后的恰普雷金仍然没有达成基本协议接受调查,并对他们的价值观。

此外,从理论的角度来看,修改恰普雷金气体模型相当于一个标量场拥有自动调节潜力。这样的描述一直探索和其自动调节潜力已经确定。

此外,它已被证明,修改恰普雷金气也可以由tachyonic字段描述有一个潜在的。标量场之间的通信和tachyonic字段描述被调查。之间的转换之间的标量场和tachyonic场和相应的潜力已经确定。这样的信件已经应用于推导tachyonic字段的具体表达式的标量场对修改后的恰普雷金气。最后,在slow-rolling近似,我们表达了潜力tachyonic字段。

承认

作者想表达他的感激之情的匿名裁判非常有用的和详细的评论。

引用

1. 美国波尔马特,g .桤木m .德拉瓦莱et al .,“发现超新星爆炸的宇宙年龄的一半,”自然,卷391,不。6662年,51-54,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. 美国波尔马特,g .桤木et al ., g·戈德哈伯声称“测量Ω,从42Λ高红移超新星,”天体物理学杂志通讯》上,卷517,不。2,第1部分,565 - 586年,1999页。视图:谷歌学术搜索
3. a·g·里斯a . v . Filippenko p Challis et al .,“超新星的观测证据加速宇宙和宇宙常数,”天文杂志,卷116,不。3、1009 - 1038年,1998页。视图:谷歌学术搜索
4. a·g·里斯L.-G。Sirolger, j .托尼et al .,“Ia型超新星在z > 1的发现哈勃望远镜太空望远镜:依据过去的减速和限制暗能量进化,”天体物理学杂志通讯》上,卷607,不。2、665 - 687年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. n . a . Bahcall j . p . Ostriker s .波尔马特和p . j .斯坦哈特,“宇宙三角形:揭示宇宙的状态,”科学,卷284,不。5419年,第1488 - 1481页,1999年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. m .铁马克·m·a·施特劳斯·m·r·布兰顿et al .,“从SDSS宇宙学参数和威尔金森微波各向异性探测器”,物理评论D,卷69,不。10篇文章ID 103501 26页,2004。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. 公元米勒,r·考德威尔·m·j·德夫林et al .,“测量宇宙微波背景的角度功率谱从l = 100到400年,“天体物理学杂志通讯》上,卷524,不。1,第2部分,L1-L4, 1999页。视图:谷歌学术搜索
8. c·l·班纳特·m·Halpern, g .号et al .,“第一年威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)观察:初步地图和基本结果,“《天体物理学杂志》上补充系列,卷148,不。1,2003。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. s . l .缰绳o . Lahav表示,j . p . Ostriker p . j .斯坦哈特,“精确宇宙学吗?不只是…,”科学,卷299,不。5612年,第1533 - 1532页,2003年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. d . n . Spergel l .佛得角h . v .裴伟士et al .,“一年级的威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)观察:宇宙学参数,测定”天体物理学杂志》上,补充系列,卷148,不。1,第194 - 175页,2003。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. p . j . e .皮伯斯b . Ratra,“宇宙常数,暗能量,”现代物理学的评论,卷75,不。2、559 - 606年,2003页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索|Zentralblatt数学
12. b . Ratra p . j . e .皮伯斯,“宇宙滚动均匀标量场的后果。”物理评论D37卷,3406页,1988。视图:谷歌学术搜索
13. r·r·考德威尔·r·戴夫,p . j .斯坦哈特“宇宙能源组件的印记与通用状态方程,”物理评论快报,卷80,不。8,1582 - 1585年,1998页。视图:谷歌学术搜索
14. m·萨米和t . Padmanabhan可行的宇宙论与标量场耦合的应力张量的跟踪,”物理评论D,卷67,不。8篇文章ID 083509 10页,2003。视图:谷歌学术搜索
15. c . Armendariz-Picon和诉Mukhanov”的本质k本质上,“物理评论D,卷63,不。10篇文章ID 103510 10页,2001。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. t .千叶,”跟踪k本质上,“物理评论D,卷66,不。6篇文章ID 063514 4页,2002。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. r·j·谢勒“纯粹的动能k本质是统一的暗物质,”物理评论快报,卷93,不。1,ID 011301条,1页,2004。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. 答:森,“滚动速子”,高能物理学杂志》上04卷,第048条,2002年。视图:谷歌学术搜索
19. 答:森,”时间演化在开弦理论中,“高能物理学杂志》上07年卷,第065条,2002年。视图:谷歌学术搜索
20. g·w·吉本斯,“宇宙演化的滚动速子。”B物理快报,卷537,不。1 - 2、1 - 4,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索|Zentralblatt数学
21. r·r·考德威尔,“一个幽灵的威胁》?宇宙暗能量组件的后果和负面状态方程,”物理快报,部分B,卷545,不。1 - 2,23-29,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. e . Elizalde s Nojiri, s . d . Odintsov”后期数据(幽灵)标量张量理论宇宙学:暗能量和宇宙加速,”物理评论D,卷70,不。4篇文章ID 43539 20页,2004年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. j·m·克莱恩、美国全和g·d·摩尔“幽灵的威胁:限制低能有效的幽灵,”物理评论D,卷70,不。4篇文章ID 43543 4页,2004。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. a . Kamenshchik美国Moschella,诉Pasquier”精髓的替代品。”物理快报,部分B,卷511,不。2 - 4、265 - 268年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. b·冯·m·李,Y.-S。朴,x张”,振荡quintom,宇宙轮回。”物理快报,部分B,卷634,不。2 - 3、101 - 105年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. p . Hořava和d . Minic”可能的宇宙常数的值在一个全息理论,“物理评论快报,卷85,不。8,1610 - 1613年,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. m . Rogatko“唯一性定理广义麦克斯韦电磁黑洞在更高的维度,“物理评论D,卷70,不。4篇文章ID 044023 5页,2004。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. m . c .盒饭,o . Bertolami和a·a·森”的复兴统一黑暗energy-dark物质模型?”物理评论D文章ID 083519卷,70年,2004年。视图:谷歌学术搜索
29. j·c·法夫里,s . v . b . Goncalves和p . e . De Souza”密度扰动在宇宙由恰普雷金气,“广义相对论和引力,34卷,不。1,53 - 63年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. n .箱内g b是,r·d·Viollier”暗物质和暗能量的统一:非齐次恰普雷金气,“物理快报,部分B,卷535,不。1 - 4,2002年,17 - 21页。区间。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
31. a . Hayashigaki”黑洞散货Chaplygin-like气体和膜”,物理快报,部分B,卷487,不。1 - 2、7 - 13,2000页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
32. r . Jackiw“超对称粒子场理论家的讲座,非阿贝尔流体力学和区间,”http://arxiv.org/abs/physics/0010042。视图:谷歌学术搜索
33. n . Ogawa”评论的古典解恰普雷金气区间,”物理评论D,卷62,不。8篇文章ID 085023 8页,2000。视图:谷歌学术搜索
34. h·b·Benaoum“加速宇宙气体和tachyonic液从修改恰普雷金,”http://arxiv.org/abs/hep-th/0205140。视图:谷歌学术搜索
35. b . l . j . Lu, j . Li, y Gui, h·刘,“限制修改恰普雷金气从最近的观察和比较它的地位与其他模型,”物理快报,部分B,卷662,不。2、87 - 91年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
36. l . j . Lu徐、吴y、m .刘”限制修改恰普雷金燃气从宇宙学观测数据模型:马尔可夫链蒙特卡罗方法,”广义相对论和引力,43卷,不。3、819 - 832年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
37. l .徐y . Wang和h能剧,“修改恰普雷金气作为一个统一的宇宙暗物质和暗能量模型和约束条件,”欧洲物理期刊C,卷72,不。3,第1931条,2012年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
38. 公元前p . Thakur s Ghose用,保罗,”修改恰普雷金气体和限制其B参数从冷暗物质和统一的暗物质能量宇宙模型,”皇家天文学会月刊,卷397,不。4、1935 - 1939年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
39. 公元前保罗,p . Thakur和a·萨哈”修改恰普雷金气Horava-Lifshitz重力和约束的B参数”,物理评论D,卷85,不。2篇文章ID 024039 9页,2012。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
40. j·c·法夫里,h·e·s . Velten c . Ogouyandjou和j . Tossa“排除了修改后的恰普雷金气宇宙论,”物理快报,部分B,卷694,不。4 - 5,289 - 293年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
41. j·d·巴罗,“通货膨胀的宇宙,毕业”B物理快报,卷235,不。1 - 2,40-43,1990页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
42. j·d·巴罗和p . Saich标量场宇宙论。”经典和量子重力,10卷,不。2、279 - 283年,1993页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
43. 答:a . Starobinsky”如何确定一个变量的有效潜在宇宙项,“学报》的信,卷68,不。10日,757 - 763年,1998页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
44. d . huter m . s . Turner,“前景探索暗能量通过超新星距离测量,”物理评论D,60卷,不。8篇文章ID 081301 5页,1999。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
45. 中村t, t .千叶确定宇宙膨胀的状态方程:反问题在宇宙学,”皇家天文学会月刊,卷306,不。3、696 - 700年,1999页。视图:谷歌学术搜索
46. t•帕德马纳班”宇宙加速膨胀的原因由tachyonic物质,”物理评论D,卷66,不。2、文章ID 021301、4页,2002。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
47. 诉Gorini, a . Kamenshchik Moschella,诉Pasquier,“速子、标量场和宇宙学”物理评论D,卷69,不。123512年12日文章ID, 16页,2004年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

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