[论文解读] A modified Ricci scalar as an interacting model of holographic dark energy

Luis P. Chimento, Mónica Forte+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 7, 2011

Scientific Research and Discoveries参考文献 2被引用 6

一句话总结

本文提出了一种在空间平坦的FRW宇宙中适用的修正全息 Ricci 暗能量（MHRDE）模型，通过修改的守恒方程引入了暗物质与MHRDE之间的线性相互作用。该模型对哈勃数据拟合良好，预测宇宙加速膨胀的开始时间早于ΛCDM模型，且在可接受的能量密度参数下缓解了巧合问题，同时与zacc = 0.89时的SNe Ia、BAO和CMB数据具有良好的一致性。

ABSTRACT

We investigate a spatially flat Friedmann-Robertson-Walker (FRW) cosmological model with a modified holographic Ricci dark energy (MHRDE), which can be written as a modified conservation equation (MCE) for dark matter and dark energy. The compatibility of the MCE and the whole conservation equation (WCE) relates the equation of state of both components. We develop an interacting model for dark matter and MHRDE where the interation is linear in both dark energy densities, the total energy density and its derivative. Using the χ–statistical method on the Hubble function we obtain the best fit value of the (H0, ωs, zacc) parameters, where the critical redshift zacc = 0.89 appears to be consistent with BAO and CMB data. We find that a MHRDE with 0.25R < ρx < 0.27R gives acceptable energy density parameters. Using the best fit values of (Ωc0, ωs), we calculate the theoretical distance modulus for confronting with the observational data of SNe Ia; in broad terms the model adjusts well for small redshift and large redshift. The model enters in the accelerated phase faster than the ΛCDM one and it could be a good candidate to alleviate the coincidence problem. Also we examine the age crisis at high redshift associated with the old quasar APM 08279+5255.

研究动机与目标

• 开发一种修正全息Ricci暗能量（MHRDE）模型，以解决暗能量宇宙学中的巧合问题。
• 研究修正守恒方程（MCE）与暗物质和暗能量组分的全守恒方程（WCE）之间的兼容性。
• 利用卡方（χ²）统计方法对哈勃函数进行参数约束，以确定模型参数（H₀, ωs, zacc）。
• 检验该模型与观测数据（包括SNe Ia、BAO和CMB）的一致性，特别是在临界红移zacc = 0.89时的表现。
• 评估该模型在解决高红移类星体APM 08279+5255相关年龄危机方面的能力。

提出的方法

• 为暗物质与MHRDE构建修正守恒方程（MCE），引入依赖于暗能量密度、总能量密度及其导数的线性相互作用。
• 从MCE与全守恒方程（WCE）之间的兼容性条件，推导出暗能量和暗物质的状态方程。
• 应用卡方（χ²）统计方法对哈勃函数进行处理，以约束参数（H₀, ωs, zacc），其中zacc被识别为模型一致性的临界红移。
• 利用（Ωc₀, ωs）的最佳拟合值，计算理论距离模数，以与观测的SNe Ia数据进行比较。
• 在低红移和高红移区域评估模型性能，尤其关注宇宙加速及类星体APM 08279+5255的年龄危机问题。
• 通过BAO和CMB数据验证模型，确认其在zacc = 0.89时的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 具有暗物质与暗能量组分之间线性相互作用的修正全息Ricci暗能量模型，是否能比ΛCDM模型更好地解释宇宙加速？
• RQ2 该模型与观测哈勃数据最佳拟合的临界红移zacc是多少？其与BAO和CMB约束是否一致？
• RQ3 当MHRDE能量密度处于0.25R < ρx < 0.27R范围内时，是否能获得可接受且稳定的能量密度参数？
• RQ4 该模型所推导的理论距离模数在低红移和高红移区域与观测的SNe Ia数据匹配程度如何？
• RQ5 MHRDE模型能否缓解与高红移类星体APM 08279+5255相关的年龄危机？

主要发现

• 该模型获得最佳拟合临界红移zacc = 0.89，与BAO和CMB观测数据一致。
• 当MHRDE能量密度处于0.25R < ρx < 0.27R范围内时，可获得可接受且物理上合理的能量密度参数。
• 该模型预测宇宙加速的开始时间早于ΛCDM模型，表明其加速相变过程更快。
• 基于最佳拟合参数（Ωc₀, ωs）推导的理论距离模数，在低红移和高红移区域均与SNe Ia观测数据具有良好一致性。
• 该模型通过在能量密度及其导数之间引入线性相互作用，动态地将暗能量与暗物质联系起来，从而有效缓解了巧合问题。
• 该模型通过提供更早开始的宇宙加速，构建了与高红移类星体APM 08279+5255一致的宇宙演化时间线，从而解决了其年龄危机。