从火劫反弹到暗能量时代的平滑统一图景

在一个无鬼的 $f(R,\mathcal{G})$ 模型框架下，我们提出了一个非奇异宇宙学场景：宇宙起初经历具有类反弹行为的火劫收缩相，在反弹之后平滑过渡到物质或辐射类的减速时代，并进一步在当前时期平滑连接到暗能量时代。我们选取高斯-博内（Gauss-Bonnet, GB）耦合函数，使其与事件 GW170817 相容。利用合适的重构技术，我们得到了非平庸的标量场势以及 GB 耦合函数。这样的标量势和 GB 耦合函数催生了从火劫反弹经中间减速时代到暗能量时代的平滑统一场景。火劫收缩相的出现解决了背景演化中的各向异性问题（亦称 BKL 不稳定性）。哈勃半径在反弹附近表现出非对称行为，具体而言，哈勃半径的演化导致原初扰动模式在反弹前很早就于深亚哈勃机制下生成。据此我们在本背景下进行了标量和张量扰动演化，结果发现大尺度模上的标量功率谱存在问题。因此我们提出一个扩展场景：考虑状态方程参数小于 1 的前火劫相，并重新检验在前火劫阶段跨越哈勃半径的大尺度上的标量和张量功率谱。在这方面，与无 GB 耦合的情形相比，GB 耦合函数对降低张量与标量之比显示出显著效果。此外，暗能量时期与 Planck+SNe+BAO 数据一致。