Космографія динамічної космологічної константи

Анотація

У цій роботі розглянуто космографічний підхід до аналізу космологічних моделей. Космографія – це спосіб опису кінематики космологічного розширення, що базується лише на космологічному принципі. Ми розглядаємо метод, який полягає у вираженні вільних параметрів космологічної моделі в термінах космографічних величин, пов’язаних з похідними за часом від параметра Хабла (q, j, s), що доступні для безпосередніх спостережень. Спосіб застосовано для аналізу двох космологічних моделей, що включають залежність космологічної сталої від часу у формі Λ(t)→Λ(H), коли такий підхід є особливо ефективним. Обидві моделі трактують темну енергію у формі космологічної константи  як енергію фізичного вакууму, що наразі являє собою найбільш розповсюджений підхід. Перша модель включає в себе лінійну залежність  від параметра Хабла, а друга містить константу та квадратичний за  доданок. В результаті вільні параметри обох моделей виражено через поточні значення космографічних величин, які можуть бути отримані зі спостережень. Отримані вирази для модельних параметрів є точними, оскільки метод не вимагає ніяких додаткових наближень. Окрім того, він дозволяє працювати з алгебраїчними рівняннями замість диференційних. Після цього рішення еволюційних рівнянь знайдено у формі залежності від часу параметра Хабла. Отримані параметри моделей підставлено до рішень, які проаналізовано для характерного діапазону космографічних величин, взятого з нещодавніх спостережень. Врешті решт, запропонований підхід дозволяє виключити вільні параметри з обох моделей та отримати зв’язки для космографічних величин, що можуть бути отримані зі спостережень. Вони надалі можуть бути протестовані на відповідність сучасним експериментальним даним. Для розглянутих випадків такі співвідношення отримано відповідно для параметрів j та s відносно параметру q. Обмеження для лінійної моделі порівняно з поточними діапазонами значень для цих параметрів зі спостережень.