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从反弹到暗能量时代:$F(R)$ 引力下的宇宙演化

广义相对论与量子宇宙学 2020-12-02 v1

摘要

在这项工作中,我们考虑了一个宇宙学场景,其中宇宙初始收缩并具有类反弹行为,相应地在其反弹之后,它减速并遵循类物质主导的演化,在非常大的正时间处经历加速阶段。我们的目标是在 F(R)F(R) 引力理论背景下研究这种演化,并将该模型与近期观测进行定量比对。利用多种重构技术,我们解析地得到了宇宙在两个极端阶段(特别是靠近反弹处和晚期时代)的 F(R)F(R) 引力形式。基于这些解析结果,并辅以适当的边界条件,我们数值求解 F(R)F(R) 引力方程以确定在广泛宇宙时间取值下的 F(R)F(R) 形式。数值求解得到的 F(R)F(R) 引力实现了宇宙若干宇宙学纪元的统一,特别是从非奇异反弹到物质主导纪元,以及从物质主导到晚期暗能量纪元。相应地,我们求得宇宙的哈勃参数和有效状态方程参数,并讨论了该模型的若干定性特征。哈勃半径在反弹两侧渐近趋于零,这导致在反弹点附近产生原初曲率扰动模。相应地,我们计算了反弹点附近的标量和张量扰动功率谱,并由此确定了标量曲率扰动的谱指数、张量-标量比等可观测量,从而将本模型与最新 Planck 观测直接比对。此外,还将 F(R)F(R) 引力暗能量纪元与 Sne-Ia+BAO+H(z)+CMB 数据进行了比对。

关键词

引用

@article{arxiv.2009.09947,
  title  = {From a Bounce to the Dark Energy Era with $F(R)$ Gravity},
  author = {S. D. Odintsov and V. K. Oikonomou and Tanmoy Paul},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2009.09947},
  year   = {2020}
}

备注

CQG accepted