避免小撕裂的一種機制

摘 要： Phantom宇宙的晚期演化可能會導(dǎo)致包括大小撕裂在內(nèi)的各種未來奇性.例如，在廣義相對論中，小撕裂產(chǎn)生于具有平方勢的phantom場的演化.本文作者在1/R引力框架下，提出了一種新的機制以避免小撕裂命運.在帶有R2修正的1/R引力中，通過數(shù)值計算研究了具有各種勢的phantom場，包括平方勢、立方勢和四次方勢，在這些勢下，奇性都可避免.

關(guān)鍵詞： phantom場； 修正引力； 宇宙演化

中圖分類號： O 412.1 文獻標識碼： A 文章編號： 1000-5137（2014）04-0343-06

4 結(jié) 論

在廣義相對論中，具有平方勢的phantom場將發(fā)生小撕裂，使得所有束縛結(jié)構(gòu)解體.本文作者提出了在1/R引力中避免小撕裂的可能性.在帶有R2修正的1/R引力中研究了具有平方、立方和四次方勢的標量phantom宇宙模型，發(fā)現(xiàn)在所有這些勢下，小撕裂都可避免.因此，得到結(jié)論，在帶有R2修正的1/R引力中，避免發(fā)生小撕裂現(xiàn)象是一種普適的性質(zhì)，不與特定勢有關(guān).

在文中僅討論背景演化而不考慮宇宙學(xué)微擾，這并不是沒有理由的.實際上，Nojiri和 Odintsov[10]已經(jīng)指出，修正引力理論的運動方程是高階微分方程，其宇宙學(xué)微擾方程約化為二階微分方程，將與廣義相對論中相同.

參考文獻：

[1] CALDWELL R R.A Phantom Menace？ Cosmological consequences of a dark energy component with super-negative equation of state[J].Phys Lett B，2002，545：23-29.

[2] HAO J G，LI X Z.Attractor solution of phantom field[J].Phys Rev D，2003，67：107303.

[3] HAO J G，LI X Z.Phantom with born-infield type lagrangian[J].Phys Rev D，2002，68：043501.

[4] LI X Z，HAO J G.Phantom field with O（N） symmetry in exponential potential[J].Phys Rev D，2004，69：107303.

[5] CALDWELL R R，KAMIONKOWSKI M，WEINBERG N N.Phantom energy and cosmic doomsday[J].Phys Rev Lett，2003，91：071301.

[6] CHIMENTO L P，LAZKOZ R.On big rip singularities[J].Mod Phys Lett A，2004，19：2479-2484.

[7] FRAMPTON P H，LUDWICK K J，SCHERRER R J.The little rip[J].Phys Rev D，2011，84：063003.

[8] BREVIK I，ELIZALDE E，NOJIRI S，ODINTSOV S D.Viscous little rip cosmology[J].Phys Rev D，2011，84：103508.

[9] CARROLL S M，DUVVURI V，TRODDEN M，et al.Is cosmic speed-up due to new gravitational physics？[J].Phys Rev D，2004，70：043528.

[10] NOJIRI S，ODINTSOV S D.Unified cosmic history in modified gravity：from F（R）theory to Lorentz non-invariant models[J].Phys Rep，2011，505：59-144.

[11] DU Y，ZHANG H，LI X Z.New mechanism to cross the phantom divide[J].Eur Phys J C，2011，71：1660，1-8.

[12] XI P，ZHAI X H，LI X Z.Alternative mechanism of avoiding big rip or little rip for scalar phantom field[J].Phys Lett B，2012，706（4-5）：482-489.

[13] CHIBA T.1/R gravity and scalar-Tensor gravity[J].Phys Lett B，2003，575：1-3.

[14] NOJIRI S，ODINTSOV S D.Modified gravity with negative and positive powers of the curvature：unification of the inflation and of the cosmic acceleration[J].Phys Rev D，2003，68：123512.

[15] NOJIRI S，ODINTSOV S D.Modified gravity with ln R terms and cosmic acceleration[J].Gen Rel Grav，2004，36：1765-1780.

[16] FRAMPTON P H，LUDWICH K J，NOJIRI S，et al.Models for little rip dark energy[J].Phys Lett B，2012，708：204-211.

Abstract： The scalar phantom field leads to various catastrophic fates of the universe including big rip，little rip and other future singularity depending on the choice of its potential.For example，little rip stems from a quadratic potential in general relativity.We suggest a new mechanism to avoid little rip in the 1/R gravity.The phantom field with different potentials，including quadratic，cubic and quantic potentials are studied via numerical calculation in the 1/R gravity with R2 correction.The singularity is avoidable under all these potentials.

Key words： phantom field； mondified gravity； evolution of the universe

（責(zé)任編輯：顧浩然）