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暗 sector 中具有非线性相互作用的晚期宇宙:巧合问题

广义相对论与量子宇宙学 2016-08-25 v3 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

我们研究宇宙在其演化晚期阶段以及均匀性胞腔内部深处的情况。在此尺度下,宇宙高度不均匀,并充满以星系和星系群形式离散分布的不均匀性。作为物质源,我们考虑暗物质(DM)和暗能量(DE)具有非线性相互作用 Q=3HγεˉDEεˉDM/(εˉDE+εˉDM)Q = 3\mathcal{H}\gamma \bar\varepsilon_{\mathrm{DE}} \bar\varepsilon_{\mathrm{DM}} / (\bar\varepsilon_{\mathrm{DE}} + \bar\varepsilon_{\mathrm{DM}}),其中 γ\gamma 为常数。我们假设DM无压强,且DE具有恒定的状态方程参数 ww。在所考虑的模型中,暗 sector 组分的能量密度呈现标度行为,满足 εˉDM/εˉDE(a0/a)3(w+γ)\bar\varepsilon_{\mathrm{DM}} / \bar\varepsilon_{\mathrm{DE}} \sim \left({a_0} / {a} \right)^{-3(w+\gamma)}。我们探究了相互之间发生相互作用的DM和DE的扰动可能与星系耦合、且前者聚集于星系周围的可能性。为了进行分析,我们考虑标量扰动理论(在力学方法框架内),并获得了不与之矛盾的参数集 (w,γ)(w,\gamma)。我们得出结论:两组参数 (w=2/3,γ=1/3)(w=-2/3,\gamma=1/3)(w=1,γ=1/3)(w=-1,\gamma=1/3) 尤为值得关注。首先,这两种情况下DM和DE的能量密度都集中在星系周围,证实它们是耦合流体。其次,我们表明对于两者,巧合问题均比标准 Λ\LambdaCDM 中更缓和。第三,参数集 (w=1,γ=1/3)(w=-1,\gamma=1/3) 在观测约束范围内。最后,我们还得到了所考虑模型中引力势的表达式。

关键词

引用

@article{arxiv.1603.06983,
  title  = {The late Universe with non-linear interaction in the dark sector: the coincidence problem},
  author = {Mariam Bouhmadi-López and João Morais and Alexander Zhuk},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1603.06983},
  year   = {2016}
}

备注

24 pages, no figures. Conclusions extended and references updated. Version accepted in Physics of the Dark Universe