《鬼场暗能量密度的宇宙演化》.pdf

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1、2015年5月安徽大学学报(自然科学版)May2015第39卷第3期JournalofAnhuiUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．39No．3鬼场暗能量密度的宇宙演化袁通全(河池学院物理与机电工程学院，广西宜州546300)摘要：用来解释宇宙加速膨胀的鬼场暗能量近期被提出．分别从暗能量密度与哈勃函数的正比和二次函数关系出发，求解Friedman方程，推导出无量纲能量密度和态方程参量随宇宙尺度因子演化的结果．计算表明：无量纲鬼场暗能量密度在后期趋向于1而态方程参量在后期趋向于一1，呈现出宇宙学常数的形式．关键词：鬼场

2、暗能量；Friedman方程；态方程参量中图分类号：O412文献标志码：A文章编号：1000—2162(2015)03—0041—06CosmologicalevolutionoftheghostdarkenergydensityYUANlong-quan(SchoolofPhysicsandMechanical＆ElectronicalEngineering，HechiUniversity，Yizhou546300，China)Abstract：Aghostdarkenergywasrecentlyproposedtoexplainthepresent

3、accelerationoftheuniverseexpansion．BasedontherelationbetweenghostdarkenergyandHubbardfunctiontheFriedmanequationwassolvedandthecosmologicalevolutionoftheghostdarkenergydensityanditsequationofstatewereobtained．Itwasfoundthatthedimensionlessenergydensityofghosttendsto1andtheparamet

4、erofequationofstatetendsto一1inthelatetimepresentingtheformofcosmologicalconstant．Keywords：ghostdarkenergy；friedmanequation；theparameterofequationofstate直接和间接的大范围的宇宙观测，为宇宙加速膨胀提供了有力证据．为了在标准模型的框架下解释宇宙加速膨胀，需要一个具有负压强(户

5、暗能量模型里处于重要的位置[1]．宇宙学常数是ACDM模型的一个主要成分．ACDM模型认为引力由广义相对论描述，宇宙由粒子物理标准模型中的场、暗物质和宇宙学常数组成．虽然与观测数据相一致，但ACDM模型面临精细调节的问题．此外，宇宙学常数的来源仍然是众多疑难的起源，而且精确的数据分析表明，随时演化的暗能量比宇宙学常数更加适合观测．文献E2—143中还存在大量的其他暗能量模型，它们中的绝大多数或是通过引入新的自由度或是通过修改引力理论来解释宇宙加速膨胀．最近，在没有引入新的自由度的情况下，提出了一个有趣的暗能量起源的观点

6、】]．此观点主张宇宙学常数起源于鬼

7、场，称为鬼场暗能量，鬼场出现在量子色动力学的低能有效理论中L1．解决U(1)问题需要这个鬼场的存在，但是它完全与物理局域相脱耦．此观点认为鬼场与物理态脱耦[2，鬼场在Minkowski空间中对暗能量没有贡献，但是一旦在弯曲的空间或者时间依赖的背景中，鬼场就对暗能收稿日期：2014—10—27基金项目：广西壮族自治区自然科学基金资助项目(2011GXNSFA018140)作者简介：袁通全(1972一)，男，广西都安人，河池学院讲师．42安徽大学学报(自然科学版)第39卷量有贡献，暗能量密度l0～(H是哈勃函数，厶QCD是数量级为100MeV的QCD质量尺度

8、)．由于哈勃函数H～10。eV，这就从理论上给出了与观测到的暗能量密度相符的大小，即H以CD～(3×10eV)．这个数值上的一致性是显著的，并意味着这个模型解决了精细调节问题l1]．与其他暗能量模型相比，这个模型的优点是：它完全植入标准模型和相对论之中，不需要引入任何新的参量、新的自由度或者修改引力．文献[231研究了暗能量密度与哈勃函数成正比的情况，文献[24]研究了非平直宇宙中鬼场暗能量模型的动力学行为．基于宇宙学常数源于鬼场暗能量的观点，作者分别从暗能量密度与哈勃函数成正比关系(』0=al1)及二次函数关系出发，求解Friedman方程，导出无量纲

9、鬼场暗能量密度。和态方程参量随宇宙尺度因子口的演化情况，用公式明确地表达它们与尺