各向异性宇宙中相互作用标量场模型的动力系统分析

本文中，我们研究了一个非正则标量场模型，其背景动力学为各向异性局部旋转对称（LRS）Bianchi I型宇宙，其中引力与标量场极小耦合，标量场取为暗能量，无压尘埃取为暗物质，构成宇宙的主要物质内容。我们进行动力系统分析，分别刻画有和没有暗 sector 相互作用时模型的宇宙学演化。首先，通过使用合适的无量纲变量（按 Hubble 尺度归一化）将演化方程转化为常微分方程的自治系统。我们选择标量场耦合和势，使自治系统转化为二维系统。对提取的临界点采用线性稳定性理论以确定其性质。从分析中，我们发现了一些有趣的宇宙学情形，例如晚期标量场主导解，演化于精粹（quintessence）时代，不能解决巧合问题。我们也获得了加速标度吸引子，对应于与当前观测数据相符的晚期演化，这些解也提供了缓解巧合问题的可能机制。获得了从早期暴胀到晚期暗能量主导相的完整宇宙演化，其间经过宇宙的物质主导瞬态相。此外，我们发现对于相互作用参数$\alpha$的不同取值，模型预言的Hubble参数演化轨迹和距离模数与观测数据集相当吻合。