Научный семинар "Гравитация, астрофизика и космология"

руководитель семинара - проф. А. Б. Балакин

Тема "Космологические модели с неминимальной кинетической связью: асимптотитческий анализ и точные решения"

Докладчик проф. С. В. Сушков

Недавнее открытие ускоренного расширения Вселенной поставило новые проблемы перед теоретической космологией. Сегодня хорошо известно, что любая жизнеспособная космологическая модель должна описывать несколько качественно различных стадий эволюции Вселенной, включая первичную инфляцию, материально доминированную эпоху и стадию современного ускорения (или вторичную инфляцию), и кроме того она должна содержать механизм, обеспечивающий смену космологических эпох. В последние годы для решения указанных проблем было предложено и построено большое множество теоретических моделей, среди которых модели с квинтэссенцией и К-эссенцией, модели с духовым конденсатом (ghost condensate), f(R) гравитация, и многие другие.

В нашей работе мы рассматриваем космологическую модель с лямбда-членом, содержащую помимо того обычную материю (в форме идеальной жидкости) и скалярное поле, имеющее неминимальную кинетическую связь с кривизной пространства-времени вида G. Неминимальная связь приводит к существенно новому инфляционному механизму. А именно, на ранней стадии слагаемые, содержащие параметр связи , доминируют в уравнениях поля, обеспечивая квази-де-ситтеровский характер космологической эволюции с масштабным фактором a(t)  exp(Ht), где H = 1=p 9.  Позже определяющую роль начинают играть члены, описывающие материю, и инфляционная стадия сменяется материально доминированной эпохой. В ходе эволюции Вселенной вклад материальных членов уменьшается и начинает доминировать космологическая постоянная, обеспечивая переход к ускоренному расширению с масштабным фактором a(t)  exp(Ht), где H = (=3)1=2. Следует отметить, что космологическая постоянная дает простейшее объяснение ускоренному расширению, и модель с космологической постоянной находится в хорошем согласии с наблюдаемыми данными.

Таким образом, модель с неминимальной кинетической связью описывает естественным образом основные этапы эволюции Вселенной и их последовательную смену. При этом стоит особо подчеркнуть, что механизм космологической эволюции, который работает в модели, не нуждается в специальном подборе потенциала скалярного поля, как это требуется во всех скалярно-тензорных теориях гравитации и некоторых других эквивалентных теориях (например, в f(R) гравитации).

Литература

[1] S.V. Sushkov, Phys. Rev. D80, 103505 (2009).

[2] E.N. Saridakis, S.V. Sushkov, Phys. Rev. D81, 083510 (2010).

[3] S.V. Sushkov, Phys. Rev. D85, 123520 (2012).