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广义 Chaplygin 气体在广义相对论中无法实现慢滚暴胀

广义相对论与量子宇宙学 2021-01-01 v4 宇宙学与河外天体物理

摘要

广义 Chaplygin 气体(GCG)模型由状态方程 P=AραP = -A \rho^{-\alpha} 刻画,其中 A>0A>0α<1\alpha < 1。该模型因其有趣的性质及在从晚期加速到原初暴胀等多种语境下的适用性而被广泛研究。然而我们表明,在考虑广义相对论(GR)时,GCG 模型的大部分参数空间无法满足暴胀慢滚机制。特别地,尽管该模型已被应用于 0<α<10 < \alpha < 1 的暴胀,我们证明对于 1<α1-1 < \alpha \le 1 不存在宇宙膨胀而只有加速收缩。对于 α5/3\alpha \le -5/3,第二慢滚参数 ηH\eta_H 大于 1,因此不存在持续的暴胀时期。仅当 α\alpha 非常接近 -1 时,模型才能产生足够的 ee-折叠数,从而极大缩减了其参数空间。此外,我们表明该模型被 Planck 2018 结果排除。最后,我们将分析推广至广义 Chaplygin-Jacobi 气体(GCJG)模型。我们发现引入新参数并未改变前述结果。因此我们得出结论:在考虑 GR 时,慢滚条件的破坏是 GCG 与 GCJG 模型在暴胀期间的普遍特征,且这些模型被 Planck 2018 结果排除。

关键词

引用

@article{arxiv.1912.12298,
  title  = {No slow-roll inflation \`a la Generalized Chaplygin Gas in General Relativity},
  author = {Alexander Gallego Cadavid and J. R. Villanueva},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1912.12298},
  year   = {2021}
}

备注

Accepted for publication in JCAP. 19 pages. 9 figures