DW非局部引力中的原始宇宙反弹:解决初期奇点问题

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"Desert-Woodard非局部引力理论在原始弹跳宇宙学中的应用" 在物理学领域,Deser-Woodard (DW) 非局部引力模型被提出以解释宇宙的晚期加速膨胀,无需引入暗能量的概念。这篇研究文章探讨了如何在DW非局部引力模型的框架内构建一个早期宇宙的原始反弹(bounce)场景,以此规避大爆炸理论中的初始奇点问题。原始弹跳宇宙学提供了一种替代传统大爆炸模型的可能性,它认为宇宙在达到极小尺度时并未遭遇无限密度的奇点,而是经历了一个从收缩到扩张的转折点。 DW模型的核心在于其非局部性,即重力作用不仅仅局限于直接相互作用的区域,还受到空间中其他区域的影响。这种非局部性通过一个失真函数来编码,该函数修改了标准的爱因斯坦-希尔伯特行动,从而产生不同的宇宙演化路径。在本文中,作者重建了这个失真函数,使其能够产生弹跳解,即宇宙的体积在达到最小值后开始膨胀,避免了物理上的不连续性和奇异性。 作者进一步展示了如何选择合适的初始条件,使得在反弹之后,失真函数及其一阶导数趋近于零。这种情况下,宇宙的行为将逐渐恢复到广义相对论所描述的标准宇宙学解决方案,这为模型的物理合理性提供了支持。此外,研究还分析了在弹跳过程中宇宙各向异性的演化。尽管剪切密度(定义各向异性的一个量)在弹跳期间会增加,但因为非局部效应的存在,其增长速度比纯爱因斯坦引力情况下的增长更缓慢,这为维持宇宙的均匀性提供了可能。 文章在"Physics Letters B"上发表,标记为Open Access,意味着这篇研究可以免费获取,为全球的科学家和学者提供了深入理解非局部引力模型如何影响宇宙早期阶段的机会。关键词包括修改的引力理论、弹跳宇宙学以及非局部引力,强调了这篇工作在理论物理和宇宙学交叉领域的贡献。 Deser-Woodard非局部引力模型为理解和模拟宇宙早期历史提供了一种新途径,它通过非局部效应平滑了奇点,同时在反弹宇宙模型中考虑了宇宙的各向异性演化。这项工作对于推动引力理论的发展和理解宇宙的起源具有重要意义。