标量场幂律宇宙学的 WMAP7 约束

本文研究了尺度因子为时间的幂的幂律宇宙学，即 $a \propto t^{\alpha}$。考虑以正则标量场和尘埃为主的晚期宇宙，我们利用宇宙微波背景（WMAP7）、重子声波振荡（BAO）和观测哈勃数据来求幂律的幂指数 $\alpha$ 及其他宇宙学变量。求得幂指数 $\alpha$ 为 $0.99 \pm 0.02$（WMAP7+BAO+$H_0$）和 $0.99 \pm 0.04$（WMAP7）。这些值在 $1\sigma$ 范围内并未排除加速的可能性，从而总体上赋予了幂律宇宙学的可行性。在考虑具有幂律膨胀的正则标量场暗能量情景时，我们推导了标量场势、精确解、状态方程参数，并利用观测数据绘制了它们的演化图。我们证实，包含动力学正则标量场的幂律宇宙学情景被 WMAP7 数据排除，因为其状态方程参数的当前值与 WMAP7 结果不符，即使用 WMAP7 的标量场幂律宇宙学给出 $w_{\phi, 0} = -0.4493 \pm 0.0300$，而使用 WMAP7 数据的 $w_{\phi}$CDM 允许状态方程参数的最大（$+1\sigma$）值为 $w_{\phi, 0} = -0.69$。