标量场宇宙中的加速宇宙膨胀

我们考虑一个充满无质量标量场的球对称但非均匀的宇宙。该模型满足两个约束。第一个约束是标量场的梯度处处类时。第二个约束是径向坐标基矢在共动坐标系中是一个单位矢量场。我们发现，由此产生的动力学解构成一个单参数自相似模型族，即 Roberts 解。这些解分为三类。第一类由在同步共动坐标系中只有一个类空奇点的解组成。第二类由具有两个奇点（分别为类光和类空）的解组成。第三类由具有两个类空奇点（分别对应大爆炸和大挤压）的解组成。我们看到，在第一种情况下，共动体积像在暴胀时期一样指数膨胀；即使强能量条件得到满足，流体元也从对称中心向外加速运动。这种行为与均匀各向同性宇宙中观察到的行为非常不同，在均匀各向同性宇宙中，如果强能量条件得到满足，流体元将减速向外运动。因此，对于这里考虑的模型，我们能够在不需要违反能量条件的情况下实现宇宙的加速膨胀。我们详细考察了这些模型的宇宙学特征。