混沌宇宙模型：宇宙演化的 Lotka-Volterra 动力学

在本研究中，我们在 Friedman-Robertson-Walker 时空框架下考虑了暗能量、暗物质和辐射等分量之间的非线性相互作用，并提出了一种基于这些分量密度时间演化的简单相互作用模型。利用该模型，我们展示了对于合适的状态方程参数，这些相互作用可以由 Lotka-Volterra 方程描述。我们数值求解了这些耦合方程，并表明在 $0>w_{de}>-1$、$w_{dm}\ge 0$、$w_{m}\ge 0$ 和 $w_{r}\ge 0$ 的值下，暗能量 - 暗物质 - 物质或暗能量 - 暗物质 - 物质 - 辐射之间的相互作用动力学具有奇怪吸引子。这些具有正 Lyapunov 指数的奇怪吸引子清楚地表明，密度的时间演化中出现了混沌动力学。这些结果意味着，在这些分量存在相互作用的情况下，宇宙的时间演化是混沌的。当前模型可能有潜力解决一些宇宙学问题，如奇点、宇宙巧合、大挤压、大撕裂、视界、振荡、星系的涌现以及宇宙的大尺度结构。该模型还连接了生物系统中竞争物种的动力学与宇宙时间演化的动力学，为宇宙演化提供了一种不同于著名流行模型的新视角和新情景。