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从暗辐射到暗能量:K-essence 模型中的统一宇宙学演化

宇宙学与河外天体物理 2026-02-26 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们研究了一类基于广义 K-essence 的统一暗物质(UDM)模型,其中具有非正则动能项的单个标量场同时解释了暗辐射、暗物质和暗能量。从 Scherrer (2004) 提出的纯动能拉格朗日量出发,我们将分析扩展到二次和指数标量势,并探讨了它们的唯象学。所有模型均在修改版的 \texttt{Hi\_CLASS} 中实现,并与 \textit{Planck} 2018、DESI DR1 和大爆炸核合成数据进行了比对。这些场景重现了宇宙纪元的完整序列:早期类辐射阶段、物质主导时代和晚期加速膨胀。新模型预测的哈勃常数略高于 Λ\LambdaCDM,从而将相应的张力从 4.4σ\sim 4.4 \sigma 部分缓解至 3.4σ\sim 3.4 \sigma。二次势需要一个超轻质量,使其实际上无法与 Scherrer 解区分。总体而言,广义 K-essence 提供了一种最小且观测可行的 UDM 实现,为暗区提供了统一描述,并在早期和晚期宇宙学中均具有独特特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.25088,
  title  = {From Dark Radiation to Dark Energy: Unified Cosmological Evolution in K-essence Models},
  author = {Eladio Moreno and Josue De-Santiago},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.25088},
  year   = {2026}
}

备注

v2: Updated to match the published version in Classical and Quantum Gravity. 20 pages, 11 figures