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引力理论演进:探索宇宙学模型晚期行为的最新突破 前言:可行的指数引力模型,用于解释宇宙在BianchiVIh时空中的加速

作者:晓池扶玥

引力理论演进:探索宇宙学模型晚期行为的最新突破

前言:可行的指数引力模型,用于解释宇宙在Bianchi VIh时空中的加速膨胀现象。通过得到的物理参数,构建并详细分析了宇宙学模型。发现,在幽灵领域的早期时期,两个模型中的状态参数增加到更高的负值范围,而在演化的后期阶段,它进入了正区域。对于两个模型,有效的宇宙常数始终保持在正区域,这是宇宙加速膨胀的一个好迹象。

标准宇宙学模型因其简单的理论结构而受到更多关注。此模型能够回答许多复杂的观测相关问题。该模型的两个显著成就是:1)通过对早期宇宙高温核反应过程的分析,解释观测到的氢元素丰度;2)预测了宇宙微波背景辐射(CMB)的遗迹。

宇宙学理论能够解释拓扑缺陷、膨胀、额外维度以及古老非重子暗物质候选体等存在。宇宙学面临的主要问题是理论和观测结果之间的一致性。为了弥合理论与观测之间的差距,近年来对宇宙学数据进行了许多新的发现。

这也为与早期宇宙相关的潜在现象提供了一种洞察。在过去的二十年中,超新星宇宙学项目和高红移超新星团体的研究报告提供了大量关于宇宙膨胀加速性质的强有力证据。它们通过考虑Ia型超新星固有亮度与从最大亮度下降速率之间的密切关联来估计宇宙超新星的距离。

这些量可以独立测量。将这些测量结果与超新星红移数据相结合有助于预测宇宙加速膨胀。这些研究组得到的结果,即Ωm≈0.3,ΩΛ≈0.7,与传统宇宙的数值(Ωm,ΩΛ)=(1,0)明显不符。

广义相对论未能解决晚期宇宙加速的理论挑战。修正引力是解决这一理论挑战和晚期宇宙加速机制的有趣候选方案。在构建暗能量模型方面提出了一些重要发展,通过修改爱因斯坦-希尔伯特作用量来平衡理论与观测之间的不匹配。

这种现象学方法被称为修正引力,它可以成功解释宇宙学观测,而无需使用暗能量或爱因斯坦的宇宙常数。通过修改爱因斯坦-希尔伯特作用量,提出了不同的修正理论,以解释膨胀宇宙的宇宙学和观测证据,而无需使用暗能量。

许多作者研究了与修正引力理论相关的宇宙学和天体物理学的不同问题,如f(R)引力、f(T)引力和f(G)引力。f(R)引力涉及到广义Ricci标量R的最一般函数,而广义的平直引力则用f(T)引力表示。修正引力模型中不需要暗能量来解释晚期宇宙加速,这是通过修改底层几何结构来支持的。

从文献中可以发现,f(R,T)引力提出了一个有趣的框架,用于研究加速模型。在这里,爱因斯坦-希尔伯特作用量中用f(R,T)取代了R,其中能量-动量张量的迹为T=gijTij。在这种形式下,许多杰出的作者致力于解释修正引力理论中宇宙膨胀的加速扩张,并获得了很多赞誉。

与弗里德曼模型相比,Bianchi型态更具一般性,用于研究宇宙的各向异性性质。对模型可行性的一些激烈辩论认为,通过适当的技术从早期膨胀相中减少各向同性行为可能是有益的。从宇宙学和天体物理数据的角度研究宇宙学模型是很有趣的,同时还要考虑宇宙扰动理论,特别是晚期宇宙中的标量扰动理论。

当在演化的后期已经形成不均匀性时,流体力学方法是不适当的。在这种情况下,机械方法更为适合。它更适用于均匀性区域内,为不同的宇宙学模型研究标量扰动提供了良好的工具。因此,研究充满具有EoS参数化的完美流体的宇宙学模型,并利用机械方法研究这些模型的存在性是值得的。

哈勃参数H=R˙R,标量膨胀θ=3H,剪切标量σ2=12[(H2x+H2y+H2z)−13θ2],模型的平均各向异性参数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。状态发现者分析为提供了通过状态发现者对(r,s)对的几何解释进行暗能量研究的机会。可以得到状态发现者对r=a...aH3和s=r−13(q−12)分别为1和0,这与研究宇宙速度相吻合。

结论:研究描述了在完美流体存在的Bianchi VIh型宇宙中背景各向异性的研究。在f(R,T)引力理论框架下,假设尺度因子的指数函数,重构了宇宙学模型,并对模型的动力学特性进行了研究。为了避免非线性,选择了函数f(R,T)=ΛR+ΛT。

通过假设度量参数h=−1,0,利用尺寸分析方法对两个不同的模型进行了研究,以约束模型参数。计算了态方程参数和有效宇宙常数的表达式,并从物理量的一般表达式中推断了这些值,利用所假设的尺度因子研究了背景宇宙学。

引力理论演进:探索宇宙学模型晚期行为的最新突破 前言:可行的指数引力模型,用于解释宇宙在BianchiVIh时空中的加速
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