Динамика и взаимодействие полей тёмного сектора в киральной космологической модели

• Автор: Панина, Ольга Геннадьевна
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Оглавление
Введение 1 Скалярные поля в космологии
1.1 Космологическая инфляция
1.2 Поля тёмного сектора
1.3 Нелинейные сигма модели в космологии
1.4 Двухкомпонентная киральная модель Вселенной с полями тёмного сектора
1.4.1 Точные решения при У/ = У{ф) т Л22 = Ь,22{Ф)
1.4.2 Кинетический анзац
1.5 Космологические возмущения во Вселенной, заполненной скалярным полем
2 Космологические возмущения и поля тёмного сектора
2.1 Общие уравнения киральной космологической модели
2.2 Построение модели с двумя полями тёмного сектора на фоне космологической инфляции
2.3 Возмущения во Вселенной с преобладающим полем инфляции
2.4 Воздействие полей тёмного сектора на длинноволновые возмущения
2.5 Решения
Выводы
3 Точные космологические решения для фантомных и тахионных полей
3.1 Метод суперпотенциала для фантомных полей
3.2 Метод супер потенциала для тахионных полей
3.3 Ограничения на временной интервал существования и значения тахионных полей
Заключение
Список литературы
А Публикации автора по теме диссертации
Введение
Важное место среди проблем наблюдательной космологии занимают ускоренное расширение Вселенной, ее крупномасштабная структура и анизотропия реликтового излучения. Для объяснения ускоренного расширения за последнее десятилетие построено большое количество теоретических моделей, среди них модели с Л-членом, динамической космологической постоянной [79], различные варианты моделей со скалярными полями, например, /v-эссенцисй. квинтэссенцией, фантомными, тахионными полями, газом Чаплыгина [44], а также модели, связанные с обобщенными теориями скалярного поля и гравитации, конформными скалярными полями, теорией струн (М-теорией), космологией мира на бране. В работе Сахни и Старобинского [78] предложена классификация космологических моделей, включающая в себя 11 направлений.
Последнее время рассматриваются модели, в которых поля темной материи и темной энергии находятся во взаимодействии [29]. В качестве обобщения этого подхода мы рассматриваем нелинейные сигма модели (НСМ) с потенциалом взаимодействия — киральные космологические модели (ККМ), которые содержат взаимодействие как кинетического, так и потенциального типа [13].
Киральные космологические модели были введены С.В. Червоном в работе [14], к ним была применена теория космологических возмущений [12].
рые приводят к физически значимым точным решениям.
В качестве обобщения скалярной модели темного вещества и темной энегрии [66] рассмотрим двухкомпонентную НСМ с пространством целей
(1з2и = Нц(ф, чр)(1ф2 + 2Н2(ф, ф)Лфёф + /122(Ф, Ф)<1.'ф2 (1-37)
Поля (р1 = ф, <р2 = ф можно рассматривать как различные поля темного сектора в зависимости от выбора ограничений на решения. Дальнейшее упрощение связано с обращением метрического коэффициента Нц в единицу: Нц = 1. Такой выбор позволяет считать, что Н12 = 0. С физической точки зрения это означает отсутствие перекрестного взаимодействия первого и второго поля.
Учитывая перечисленные упрощения для выбранного пространства целей (1.37) ТЭИ (1.29) принимает вид
Тци = Ф,:Фи + ^22 ФцФи — SV
фрфр + ь22фрфр - W^)
(1.38)
Будем считать, что космологический параметр Л содержится в потенциале самодействия W(ф, ф).
Метрика Фридмана - Робертсона - Уокера однородной и изотропной плоской Вселенной имеет вид
ds2 = dt2 — a(t)2 (dr2 + r2d02 + r2 sin2 0d Уравнения на киральные поля для двухкомпонентной НСМ (1.37) в метрике ФРУ (1.39), с учетом сделанных предположений Нц = l,hi2 = 0, приводятся к виду