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引力理論演進:探索宇宙學模型晚期行為的最新突破 前言:可行的指數引力模型,用于解釋宇宙在BianchiVIh時空中的加速

作者:曉池扶玥

引力理論演進:探索宇宙學模型晚期行為的最新突破

前言:可行的指數引力模型,用于解釋宇宙在Bianchi VIh時空中的加速膨脹現象。通過得到的實體參數,建構并詳細分析了宇宙學模型。發現,在幽靈領域的早期時期,兩個模型中的狀态參數增加到更高的負值範圍,而在演化的後期階段,它進入了正區域。對于兩個模型,有效的宇宙常數始終保持在正區域,這是宇宙加速膨脹的一個好迹象。

标準宇宙學模型因其簡單的理論結構而受到更多關注。此模型能夠回答許多複雜的觀測相關問題。該模型的兩個顯著成就是:1)通過對早期宇宙高溫核反應過程的分析,解釋觀測到的氫元素豐度;2)預測了宇宙微波背景輻射(CMB)的遺迹。

宇宙學理論能夠解釋拓撲缺陷、膨脹、額外次元以及古老非重子暗物質候選體等存在。宇宙學面臨的主要問題是理論和觀測結果之間的一緻性。為了彌合理論與觀測之間的差距,近年來對宇宙學資料進行了許多新的發現。

這也為與早期宇宙相關的潛在現象提供了一種洞察。在過去的二十年中,超新星宇宙學項目和高紅移超新星團體的研究報告提供了大量關于宇宙膨脹加速性質的強有力證據。它們通過考慮Ia型超新星固有亮度與從最大亮度下降速率之間的密切關聯來估計宇宙超新星的距離。

這些量可以獨立測量。将這些測量結果與超新星紅移資料相結合有助于預測宇宙加速膨脹。這些研究組得到的結果,即Ωm≈0.3,ΩΛ≈0.7,與傳統宇宙的數值(Ωm,ΩΛ)=(1,0)明顯不符。

廣義相對論未能解決晚期宇宙加速的理論挑戰。修正引力是解決這一理論挑戰和晚期宇宙加速機制的有趣候選方案。在建構暗能量模型方面提出了一些重要發展,通過修改愛因斯坦-希爾伯特作用量來平衡理論與觀測之間的不比對。

這種現象學方法被稱為修正引力,它可以成功解釋宇宙學觀測,而無需使用暗能量或愛因斯坦的宇宙常數。通過修改愛因斯坦-希爾伯特作用量,提出了不同的修正理論,以解釋膨脹宇宙的宇宙學和觀測證據,而無需使用暗能量。

許多作者研究了與修正引力理論相關的宇宙學和天體實體學的不同問題,如f(R)引力、f(T)引力和f(G)引力。f(R)引力涉及到廣義Ricci标量R的最一般函數,而廣義的平直引力則用f(T)引力表示。修正引力模型中不需要暗能量來解釋晚期宇宙加速,這是通過修改底層幾何結構來支援的。

從文獻中可以發現,f(R,T)引力提出了一個有趣的架構,用于研究加速模型。在這裡,愛因斯坦-希爾伯特作用量中用f(R,T)取代了R,其中能量-動量張量的迹為T=gijTij。在這種形式下,許多傑出的作者緻力于解釋修正引力理論中宇宙膨脹的加速擴張,并獲得了很多贊譽。

與弗裡德曼模型相比,Bianchi型态更具一般性,用于研究宇宙的各向異性性質。對模型可行性的一些激烈辯論認為,通過适當的技術從早期膨脹相中減少各向同性行為可能是有益的。從宇宙學和天體實體資料的角度研究宇宙學模型是很有趣的,同時還要考慮宇宙擾動理論,特别是晚期宇宙中的标量擾動理論。

當在演化的後期已經形成不均勻性時,流體力學方法是不适當的。在這種情況下,機械方法更為适合。它更适用于均勻性區域内,為不同的宇宙學模型研究标量擾動提供了良好的工具。是以,研究充滿具有EoS參數化的完美流體的宇宙學模型,并利用機械方法研究這些模型的存在性是值得的。

哈勃參數H=R˙R,标量膨脹θ=3H,剪切标量σ2=12[(H2x+H2y+H2z)−13θ2],模型的平均各向異性參數A=13Σ(ΔHiH)2,其中i=x,y,z,分别可以得到m,3m,m23−2km2(k+2)2和43。狀态發現者分析為提供了通過狀态發現者對(r,s)對的幾何解釋進行暗能量研究的機會。可以得到狀态發現者對r=a...aH3和s=r−13(q−12)分别為1和0,這與研究宇宙速度相吻合。

結論:研究描述了在完美流體存在的Bianchi VIh型宇宙中背景各向異性的研究。在f(R,T)引力理論架構下,假設尺度因子的指數函數,重構了宇宙學模型,并對模型的動力學特性進行了研究。為了避免非線性,選擇了函數f(R,T)=ΛR+ΛT。

通過假設度量參數h=−1,0,利用尺寸分析方法對兩個不同的模型進行了研究,以限制模型參數。計算了态方程參數和有效宇宙常數的表達式,并從實體量的一般表達式中推斷了這些值,利用所假設的尺度因子研究了背景宇宙學。

引力理論演進:探索宇宙學模型晚期行為的最新突破 前言:可行的指數引力模型,用于解釋宇宙在BianchiVIh時空中的加速
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