宇宙学标度解稳定性

我们研究了在空间齐次宇宙学模型类中，具有状态方程 $p_gamma=(gamma-1) rho_gamma$（其中 $gamma$ 是满足 $0 < gamma < 2$ 的常数）的完美流体和具有指数势的标量场的宇宙学标度解的稳定性。标度解是空间平坦的各向同性模型，其中标量场能量密度追踪完美流体的能量密度，具有物理意义。例如，在这些模型中，宇宙当前能量密度的显著部分可能包含在标量场中，其动力学效应模拟冷暗物质。已知标度解是平坦各向同性模型子类中的晚期吸引子（即稳定的）。我们发现，当 $gamma < 2/3$ 时，标度解在一般各向异性Bianchi模型中是稳定的（对剪切和曲率扰动）。然而，当 $gamma > 2/3$ 时，特别是对于 $gamma >= 1$ 的现实物质，标度解是不稳定的；本质上它们对曲率扰动不稳定，尽管对剪切扰动是稳定的。我们简要讨论了这些结果的物理后果。