精质暗能量模型中的非线性球对称扰动

观测已证实宇宙在加速膨胀。这种加速膨胀可通过引入宇宙学常数或暗能量的动力学模型来建模。这些模型的一个关键区别在于，动力学暗能量（DDE）模型中暗能量的状态方程参数 $w$ 不同于 $-1$。此外，对于一般 DDE 模型，状态方程参数并非常数。此类差异可通过测量距离来探测尺度因子随时间的演化而加以研究。宇宙学常数与 DDE 模型的另一个显著差异在于后者必然发生成团。线性扰动分析表明，暗能量精质模型中的扰动在小尺度上不会增长到具有显著振幅。本文中我们研究精质暗能量对暗物质中非线性扰动的响应。我们采用完全相对论性的球对称扰动模型。本研究中我们聚焦于解冻模型。我们发现，作为对暗物质中非线性扰动的响应，暗能量扰动的增长速率快于线性扰动理论中的预期。我们发现暗能量扰动保持局域化，并不会扩散到更大尺度。暗能量扰动演化的主导驱动因素是局域 Hubble 流以及标量场梯度的抑制。我们还发现状态方程参数 $w$ 会随暗物质中的扰动而发生相应改变，从而也变为位置的函数。$w$ 在空间中的变化与物质的密度对比相关。相对于物质中大尺度扰动，暗能量中 $w$ 的变化与扰动在响应物质扰动时更为显著，而对物质扰动振幅的依赖则弱得多。