具有二次状态方程的宇宙动力学与暗能量：各向异性模型、大尺度扰动与宇宙学奇点
广义相对论与量子宇宙学
2009-11-11 v1 天体物理学
高能物理 - 理论
摘要
在广义相对论中，对于具有线性状态方程（EoS）的流体或标量场，宇宙的高度各向同性要求特殊的初始条件，且奇点一般是各向异性的。在膜世界方案中，奇点处的各向异性被有效的二次状态方程抑制。物质的有效 EoS 在最高能量处为线性并无理由，且非线性 EoS 可描述暗能量或统一暗物质（论文 I，astro-ph/0512224）。有鉴于此，此处我们研究广义相对论中均匀与非均匀宇宙学模型里二次 EoS 的效应，以理解在此背景下二次 EoS 能否在早期使宇宙各向同性化。相较于论文 I，此处我们使用简化 EoS P=alpha rho + rho^2/rho_c，其仍允许有效宇宙学常数与幽灵行为，且足够一般以分析高能量动力学。我们首先研究各向异性比安基 I 和 V 模型，聚焦奇点。使用动力系统方法，我们找到系统的不动点并研究其稳定性。我们发现具有标准非幽灵行为的模型在过去一般渐近于各向同性不动点 IS，即这些模型中即便任意大各向异性也在过去被抑制：奇点为物质主导。使用协变与规范不变变量，我们随后研究了具有二次 EoS 的均匀各向同性空间平直模型周围的线性扰动。我们发现，在大尺度极限下，所有扰动在过去渐近衰减，表明各向同性不动点 IS 是具有二次 EoS 的非幽灵非均匀模型的一般渐近过去吸引子。（删节）
引用
@article{arxiv.gr-qc/0603131,
title = {Cosmo-dynamics and dark energy with a quadratic EoS: anisotropic models, large-scale perturbations and cosmological singularities},
author = {Kishore N. Ananda and Marco Bruni},
journal= {arXiv preprint arXiv:gr-qc/0603131},
year = {2009}
}
备注
16 pages, 6 figures