Тема: КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМУЩЕНИЯ В ТЕОРИИ ГРАВИТАЦИИ С НЕМИНИМАЛЬНОЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ СВЯЗЬЮ

Космологические возмущения позволяют узнать как развиваются неоднородности плотности вещества и неоднородности метрики в расширяющейся Вселенной. С точки зрения наблюдений интерес представляют два связанных между собой аспекта. Первый — это рост возмущений плотности, приводящий в конечном итоге к образованию структур (галактик, скоплений галактик и т. д.). Второй связан с наблюдаемыми анизотропией и поляризацией реликтового излучения. Последние возникают в результате действия нескольких механизмов, так или иначе обусловленных неоднородностями плотности и не зависящими от них возмущениями другого типа — гравитационными волнами (тензорными возмущениями).
Сравнение теории с наблюдениями позволяет получать ответах на ключевые вопросах для космологии:
1) каков был спектр первичных космологических возмущений, существовавших в начале стадии горячего Большого взрыва;
2) каковы основные свойства средах во Вселенной — обычного вещества, темной материи, темной энергии.
Мы будем рассматривать линеаризованную теорию для неоднородностей плотности и метрики, которая работает тогда, когда эти неоднородности 5р и 5g^vмалвх по сравнению со средней плотностью и средней метрикой
Линеаризованная теория вполне адекватна для описания эволюции возмущений на сравнительно ранних этапах расширения Вселенной. В частности, для обсуждения круга вопросов, связанных с реликтовым излучением, достаточно использовать именно линеаризованную теорию: ко времени последнего рассеяния реликтовых фотонов (периоду рекомбинации) возмущения плотности и метрики составляли, грубо говоря, величину порядка, а из данных по анизотропии реликтового излучения следует, что ST/Тs 10-5 - 10-4.
В работе [40] были рассмотренных скалярные возмущения в модели с неминимальной кинетической связью скалярного поля с кривизной. Мы рассмотрим общий случай, скалярные, векторные и тензорные возмущения в теории гравитации с неминимальной кинетической связью.
За последние десятилетия в наблюдательной космологии было получено много важных результатов, включая точное измерение космического микроволнового фона излучения [1], систематические наблюдения сверхновых типа 1а [2]-[7], изучение барионных акустических колебаний [8]-[11], отображение крупномасштабной структурах Вселенной, наблюдение микролинзирования, и многие другие (см., например, обзор [12]). Попытки теоретического описания полученных наблюдательных данных привели к появлению множества феноменологических моделей, описывающих новые источники гравитации, моделирующие темную энергию, и различные модификации общей теории относительности. Спектр моделей, предложенных в последнее время, чрезвычайно широк и включает, в частности, Квинтэссенцию [13, 14], К-эссенцию [15, 16], духовый конденсат [17], гравитацию Двали-Габаладзе-Поррати [18], модель Галилеона [19]-[21], F(R) гравитацию [22], и др. (см. например, [23]¬
[28] для подробных обзоров этих и других моделей).
В серии работ [29, 30, 31, 32] исследовались космологические модели в скалярно-тензорной теории гравитации с неминимальной кинетической связью скалярного поля с кривизной. В том числе, в работе [31] была рассмотрена реалистическая модель, содержащая нерелятивистскую материю (пыль). В нашей работе мы продолжим эти исследования и рассмотрим случай, когда Вселенная заполнена материей, состоящей из двух компонент: нерелятивистская (пыль) и релятивистская (излучение). Кроме того, мы исследуем космологические возмущения в теории гравитации с неминимальной кинетической связью.

Купить

В настоящей работе нами была рассмотрена космологическая модель и исследованы космологические возмущения в скалярно-тензорной теории гравитации с неминимальной кинетической связью скалярного поля с кривизной, а также идеальной жидкостью, состоящей из релятивистской компонента (излучение) и нерелятивистской компонента (пыль), и космологической постоянной.
В работе были получены следующие результаты:
1. Найдены решения космологических уравнений для различных значений параметров модели.
2. Получена в линейном приближении уравнения для скалярных, вектор- HBix и тензорных возмущений.
3. Проанализирована: уравнения для тензорных и векторных мод. Показано, что в теории с неминимальной кинетической связью тензорные моды эволюционируют принципиально иначе в отличие от случая общей теории относительности.
4. Показано, что рассматриваемая модель хорошо описывает основные эпохи эволюции Вселенной, включая первичную инфляцию, радиационно- доминированную стадию, материально-доминированную стадию, и стадию современного ускоренного расширения (вторичную инфляцию).

Купить