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$f(R,T^{\phi}) = R+\alpha T^{\phi} + \beta (T^{\phi})^2/2$ 宇宙学的渐近动力学分析

广义相对论与量子宇宙学 2025-12-25 v1

摘要

本文研究基于 f(R,Tϕ)f(R,T^\phi) 理论的修正引力模型的渐近宇宙动力学,其中 RR 表示里奇标量,TϕT^\phi 为标量场应力能张量的迹。尽管对 f(R,T)f(R,T) 引力进行了广泛研究,但在标量场宇宙学中二次迹耦合的渐近意义仍基本未被探索。我们关注具体形式 f(R,Tϕ)=R+αTϕ+β(Tϕ)2/2 f(R,T^\phi) = R + \alpha T^\phi + \beta (T^\phi)^2/2,其中参数 α\alphaβ\beta 控制几何与物质之间的非最小耦合强度。我们推导了针对均匀各向同性宇宙的宇宙方程组,并使用一套无量纲变量构建了一套一阶常微分方程的自治系统。该表述为对渐近行为的定性分析提供了基础。我们识别并分类所有临界点,并分析其稳定性。最后检验能量条件及动力学不稳定性的存在。我们研究一般情形 α0\alpha \neq 0β0\beta \neq 0,以及子情形 α=0\alpha = 0β=0\beta = 0,以便与最小耦合的单场 Quintessence α=β=0\alpha = \beta = 0 进行比较。我们发现 TϕT^\phi 的二次项在背景层面允许出现 Late-time 加速的 de Sitter 类临界解。然而,若干加速点位于退化标量子Sector中且 Qs=0Q_s=0,此时标准线性扰动准则不可判定;而 Qs>0Q_s>0 的准 de Sitter 点为鞍点类型。因此,在退化子Sector中建立完整的扰动可行性需要超越线性分析。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.20774,
  title  = {Asymptotic dynamical analysis of $f(R,T^{\phi}) = R+\alpha T^{\phi} + \beta (T^{\phi})^2/2$ cosmology},
  author = {Joaquin Estevez-Delgado and Roberto De Arcia and Gabino Estevez-Delgado and Israel Quiros},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.20774},
  year   = {2025}
}