相互作用暗能量模型的研究

在暗能量和冷暗物质之间存在相互作用的条件下研究暗能量模型已经成为一种重要的研究途径。最近研究发现暗能量和冷暗物质之间相互作用的正负很可能在宇宙演化过程中发生改变，而目前文献中常用的三种相互作用形式都不具备这样的性质，因此本项目拟构造一个正比于暗能量与冷暗物质能量密度之差的新相互作用。此新相互作用不但具有在宇宙演化过程中正负号发生改变的性质，而且具有形式简单的优点。随后本项目将展开四个方面的研究：首先研究新相互作用对宇宙背景演化规律的影响；其次从热力学的角度研究新相互作用模型的热力学性质；然后采用一阶微扰展开运动方程的方法深入研究新相互作用对暗能量和冷暗物质稳定性的影响；最后把这一新相互作用模型与观测数据拟合得到观测对模型参数的限制。

暗能量问题是当前宇宙学研究前沿的焦点问题之一。在本课题的资助下，项目组主要对暗能量模型和相互作用暗能量模型进行了研究。在暗能量模型方面，基于Károlyházy不确定关系，我们提出了两个新的暗能量模型，并对两个模型和观测数据做了初步拟合，发现这两个模型都符合观测上的限制。在相互作用暗能量模型方面，我们首先构建了一个暗能量和冷暗物质之间新的耦合形式（在宇宙从物质主导演化为暗能量主导时，这一新耦合项的正负号将发生变化），并研究了此相互作用模型的热力学性质及其稳定性。我们还进一步研究了在此耦合形式下，精致暗能量模型的演化。另外，为了解决相互作用暗能量模型中大尺度曲率扰动演化的不稳定问题，项目组提出了两个新的相互作用暗能量协变模型。相关成果已经在Phys.Rev.D、EPJC和JCAP等期刊上发表。