利用Noether对称性方法探究暗能量的本质

我们提出使用一种基于运动方程Noether对称性所导出的运动第一积分的模型无关准则，以在标量场（quintessence或phantom）FLRW宇宙学框架下对暗能量模型进行分类。通常，Noether对称性在物理学中起着重要作用，因为它们既可用于简化给定的微分方程组，也可用于确定该系统的可积性。我们计算了包含与不同类型势相关联的均匀标量场的九种不同加速宇宙学场景的Noether对称性。我们验证了此处给出的所有标量场势均如预期般容许平庸的第一积分，即能量守恒。我们还发现，受标量场宇宙学启发的指数势以及某些类型的双曲势包含额外的Noether对称性。这一特征表明，在标量场势的层级结构中，这些势应被优先考虑。最后，利用后者的势，在包含非相对论物质（暗物质）组分的quintessence或phantom标量场宇宙学框架下，我们发现主要的宇宙学函数，例如宇宙的标度因子、标量场、哈勃膨胀率和FRLW时空度规，均可以被解析地计算出。有趣的是，在特定情况下，就全局动力学和标量场的演化而言，指数和双曲标量场模型的预测与$\Lambda$CDM模型的预测等价。本分析表明，在探测给定势的泛函形式进而探究暗能量的相关本质方面，我们的技术显得与其他独立测试方法一样极具竞争力。