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修改 Chaplygin 气体中的涌现宇宙场景:通往精确解与观察约束

广义相对论与量子宇宙学 2025-12-23 v2

摘要

修改 Chaplygin 气体 (MCG) 模型被重新检视,以检验其在单一框架内描述整个宇宙演化的能力。由于场方程高度非线性,无法以宇宙时间为自变量得到尺度因子的闭式解析解。为克服这一限制并确定翻转时间及其他物理特性,我们引入一种替代的一阶近似,生成尺度因子的精确解析表达式。该方法导致一种涌现、非奇异的宇宙场景,其中宇宙以有限的最小尺寸开始,平滑地从准静态相位演化到类似 de Sitter 的膨胀,以晚期自然趋近于 LambdaCDM 限制。利用哈勃观测数据,我们约束方程状态参数,获得可行范围 0<α<10 < \alpha < 10<A<1/30 < A < 1/3。有效方程状态参数从早期受物质主导时期的正值演化至晚期约为 -1,与观测一致。基于 Raychaudhuri 方程的补充分析进一步支持该模型的鲁棒性。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.06498,
  title  = {Emergent Universe Scenario in the Modified Chaplygin gas : Towards an Exact Solution and Observational Constraints},
  author = {D. Panigrahi and S. Chatterjee and B. C. Paul},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.06498},
  year   = {2025}
}

备注

28 pages, 25 figures