天体物理学 > 宇宙学与非星系天体物理学
[提交于 2024年10月1日
(v1)
,最后修订 2024年12月11日 (此版本, v2)]
标题: 分数阶爱因斯坦-高斯-邦特标量场宇宙学
标题: Fractional Einstein-Gauss-Bonnet scalar field cosmology
摘要: 本文介绍了一种新的理论框架,称为分数阶爱因斯坦-高斯-博内标量场宇宙学,它具有重要的物理意义。通过使用分数阶微积分修改引力作用量积分,我们推导出了修正的弗里德曼方程和修正的克莱因-戈登方程。我们的研究表明了与指数势、高斯-博内项的指数耦合以及对数标量场相关的非平凡解,这些解依赖于两个宇宙学参数$m$和$\alpha_{0}=t_{0}H_{0}$以及分数导数阶数$\mu$。通过采用线性稳定性理论,我们揭示了相空间结构并分析了高斯-博内耦合的动力学效应。在某些平衡点处的尺度行为表明,与高斯-博内标量的几何修正可以模仿修正引力中暗物质部门的行为。 利用宇宙时钟、Ia型超新星、超大质量黑洞阴影以及强引力透镜的数据,我们估算了$m$和$\alpha_{0}$的值,表明该解与晚期加速膨胀一致,其值为$\alpha_0=1.38\pm 0.05$、$m=1.44\pm 0.05$和$\mu=1.48 \pm 0.17$(与$\Omega_{m,0}=0.311\pm 0.016$和$h=0.712\pm 0.007$一致),从而得出宇宙年龄为$t_{0}=19.0\pm 0.7$[Gyr](在1$\sigma$置信水平下)。 最终,我们获得了由最近的宇宙学数据支持的晚期加速幂律解,并提出了宇宙加速起源的一种替代解释,而非基于 $\Lambda$冷暗物质模型。 我们的研究结果扩展并显著改进了文献中的先前成果,突显了分数微积分在宇宙学中的实际意义。
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