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早期宇宙膨胀可以有多慢

宇宙学与河外天体物理 2023-02-06 v2 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

当宇宙的膨胀由状态方程参数 ww 与声速 csc_s 满足 w=cs21w = c_s^2 \le 1 的完美流体主导时,哈勃参数 HH 与时间 tt 满足界限 Ht1/3Ht \ge 1/3。近来人们对 Ht<1/3Ht < 1/3 的“超慢”膨胀规律(有时被称为“快速膨胀”模型)产生了兴趣。我们考察了能够产生超慢膨胀的各种模型:具有负势的标量场、正压流体、膜世界模型,或早期宇宙中的游荡相。用于超慢膨胀的标量场模型和正压模型分别不稳定地演化为 w=1w = 1ww \rightarrow \infty(前者)以及 ww \rightarrow \infty(后者)。膜世界模型可以产生超慢膨胀,但要求超出标准弗里德曼方程的膨胀规律。游荡早期宇宙模型可以在早期宇宙中产生准静态膨胀相,但要求一种奇异的负密度组分。这些结果表明,对早期宇宙中超慢膨胀相的诉求应持某种谨慎态度,尽管游荡早期宇宙或许值得进一步研究。这些结果不适用于超慢收缩模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2209.03421,
  title  = {How Slowly can the Early Universe Expand?},
  author = {Robert J. Scherrer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2209.03421},
  year   = {2023}
}

备注

7 pages, 1 figure, references added