具有外尔边界的宇宙中的暗能量与加速宇宙学演化

我们通过考虑在爱因斯坦-希尔伯特作用量中，边界可以由非度规的外尔型几何描述，来研究引力场理论中边界项的影响。引力作用量和场方程因此被推广，以包含来自边界非度规性质的新几何项，这些项依赖于外尔矢量及其协变导数。在此框架下得到的场方程通过在数学结构中包含外尔矢量及其协变导数，推广了标准爱因斯坦方程。作为一般形式理论的应用，我们研究了平坦FLRW几何中的宇宙学演化。我们得到了推广的弗里德曼方程，该方程包含依赖于外尔矢量及其导数的额外项，这些项源于外尔边界的存在，并描述了一种有效的、随时间变化的暗能量。通过赋予暗能量一个Barboza-Alcaniz型的状态方程参数，弗里德曼方程可以进行数值求解。我们将外尔边界引力理论的预测与晚期观测数据以及ΛCDM范式的预测进行了比较。我们的结果表明，外尔边界宇宙学模型能很好地描述观测数据，并且几乎可以精确地再现ΛCDM范式的预测。因此，通过添加外尔边界项来扩展引力理论，其中暗能量具有纯粹的几何起源，成为标准广义相对论的一种可行的替代方案。