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一种面向奇点正则化与动态暗能量的密度响应标量场框架

广义相对论与量子宇宙学 2025-11-07 v2

摘要

我们提出了一个协变标量场框架,将时空奇点正则化与动态暗能量统一。该理论通过引入一个标量场 Φ\Phi,其势能耦合到规范不变量 XuαuβTmatterαβX \equiv u_{\alpha} u_{\beta} T^{\alpha\beta}_{\mathrm{matter}},从而保证显式协变性。 resulting density-responsive scalar energy ρΦ\rho_\Phi 具有双重行为:(i) 在高密度区域,它饱和于 ρΦAMP4/2\rho_\Phi \leq AM_P^4/2,提供普朗克尺度能量密度的上限,从而正则化经典奇点;(ii) 在低密度区域,它趋近于常数 ρΦAMU4\rho_\Phi \to AM_U^4,驱动宇宙加速作为动态暗能量。一种自然的重整�群演化伴随一个异常维数 γ0.501\gamma \approx 0.501,将普朗克尺度连接到毫克级暗能量尺度,无需微调。该模型作出独特且可测试的预测:w00.99w_0 \approx -0.99wa+0.03w_a \approx +0.03,其中正的 waw_a 将其区别于 Λ\LambdaCDM 和标准 quintessence 模型。尽管存在新颖的相互作用项,第五力被抑制 βeff1/ρm2\beta_{\rm eff} \propto 1/\rho_m^2,在实验室环境下因子低于 105810^{-58},确保与所有精密引力测试的兼容性。该框架展示了单一量子场论机制如何同时解决紫外端奇点和红外端暗能量,为未来的第 IV 代宇宙学观测提供具体预测。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.12464,
  title  = {A density-responsive scalar-field framework for singularity regularization and dynamical dark energy},
  author = {Martin Drobczyk},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.12464},
  year   = {2025}
}

备注

Revised per referee reports; resubmitted to Classical and Quantum Gravity. Title and Abstract updated, Structure clarified and updated; updated figures; expanded appendices