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爱因斯坦-标量-高斯-博内引力中作为暗能量和暗物质的相互作用标量场

广义相对论与量子宇宙学 2026-04-13 v3 高能物理 - 唯象学

摘要

从粒子物理的角度,考虑了一个高斯-博内(GB)耦合标量场ϕ\phi,它负责晚期宇宙加速,并通过相互作用势W(ϕ,ψ)W(\phi,\psi)与一个相干标量场ψ\psi相互作用,针对两种不同模型进行了研究。标量场ϕ\phi与GB曲率项之间的非最小耦合导致引力波(GW)速度随时间变化,为了与当前的GW观测一致,该速度被固定为1,这使得GB耦合函数与模型无关。我们通过将系统表述为自治系统来研究其动力学稳定性,并对获得模型稳定背景演化所需的初始条件选择进行了详细讨论。我们使用包括早期和晚期探测器的多组观测数据来约束模型参数。我们纳入了改进的暗能量巡天(DES)5年Ia型超新星样本(DES-SN5YR),称为DES-Dovekie,该样本与Pantheon+超新星样本的张力显著降低。我们发现,对于Pantheon+和DES样本,两种模型在物理上都是可行的,并且紧密遵循Λ\LambdaCDM趋势。然而,在加入Roman模拟数据后,在更高红移处观察到显著偏离,相对于平坦Λ\LambdaCDM模型,产生了统计上强烈的偏好。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.05207,
  title  = {Interacting Scalar Fields as Dark Energy and Dark Matter in Einstein scalar Gauss Bonnet Gravity},
  author = {Saddam Hussain and Simran Arora and Yamuna Rana and Benjamin Rose and Anzhong Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.05207},
  year   = {2026}
}

备注

50 pages, 13 figures, 3 tables, and added an updated DES Supernova sample (DES-Dovekie). The current version has been accepted for the publication in JCAP