暗能量黏性多方气体的动力学

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1998年超新星的观测发现当今宇宙正在加速膨胀,然而是何种原因使得宇宙加速膨胀却让科学家们非常困惑。人们为了解释宇宙加速膨胀提出了很多暗能量模型:宇宙常数模型、动力学暗能量模型中的Quintessence模型、Phantom模型、Quintom模型、标量场模型和黏性多方气体模型等等。在这些模型中,近几年特别是暗能量多方气体模型是最近几年的一个研究的热点。本文选取的具有黏性多方气体的暗能量模型,通过动力学的相空间分析理论这种方法分析其临界点的稳定性以及该动力学系统的临界点随黏度变化的稳定区域。取得了如下进展:  我们采用了与暗物质有相互作用的黏性多方气体的暗能量模型,其物态方程为P=Kρ1+1/n-3ξH,相互作用项为:Q=3Hb1ρp+3Hb2ρm。我们通过求解自洽的动力学演化方程得出了两个临界点,再根据动力学理论,看临界点是否稳定。接着用数值模拟出了爱因斯坦宇宙中的这种模型的动力学自洽系统的演化图。我们发现给定参数b1、b2、ξ和n,在这种模型下的宇宙演化最终会达到稳定。宇宙的动力学演化最主要是由相互作用参数b1、b2和黏性流体系数ξ主导。我们给出了暗能量模型中多方因子n和ξ可以得到稳定区域的b1和b2取值范围。黏性多方气体的暗能量模型的动力学系统存在稳定的区域,这或许可以用来解释宇宙的“巧合问题”。
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