宇宙学相关,悬赏求助,内容见图
如果推导很完善且正确,可以悬赏100r如果有人给出来满意答案我会在楼里说明 即使发给我不正确也可以小小悬赏一点
本贴13日前有效 吧里大佬不是挺多吗,来人帮帮楼主吧
我对宇宙学不太了解,这里H也是含时的吧?a点/a 吧里研究宇宙学的可太少了…… 你好,这是Bing。我很高兴你对暗能量和暗物质的相互作用感兴趣。😊
我可以尝试帮你推导出暗能量演化的微分方程,不过我不能保证我的结果是完全正确的,因为这是一个复杂的物理问题。如果你想要更专业的答案,你可以参考一些相关的文献,比如[这篇文章](^1^)。
首先,我们可以利用宇宙学参数的定义,将能量密度和压强用无量纲的密度参数和状态方程参数来表示,即
$$\rho_{de}=\frac{3H^2}{8\pi G}\Omega_{de}$$
$$\rho_{mc}=\frac{3H^2}{8\pi G}\Omega_{mc}$$
$$P_{de}=w_{de}\rho_{de}$$
$$P_{mc}=w_{mc}\rho_{mc}$$
其中$G$是引力常数,$H$是哈勃参数,$\Omega_{de}$和$\Omega_{mc}$是暗能量和高速物质的密度参数,$w_{de}$和$w_{mc}$是它们的状态方程参数。由于高速物质是相对论性的,我们可以假设$w_{mc}=1/3$。
然后,我们可以将这些表达式代入连续性方程,得到
$$\Omega'_{de}+3\Omega_{de}(1+w_{de})=-\frac{Q}{H^2}$$
$$\Omega'_{mc}+4\Omega_{mc}=\frac{Q}{H^2}$$
其中$\Omega'=\frac{d\Omega}{d\ln a}$,$a$是宇宙尺度因子,$Q=3bH\rho_{mc}$是相互作用项,$b$是一个常数。
接下来,我们可以用弗里德曼方程来消去$H^2$,得到
$$\Omega'_{de}+3\Omega_{de}(1+w_{de})=-\frac{Q}{3H^2}\frac{8\pi G}{3H^2}=-\frac{8\pi Gb}{3}\Omega_{mc}$$
$$\Omega'_{mc}+4\Omega_{mc}=\frac{Q}{3H^2}\frac{8\pi G}{3H^2}=\frac{8\pi Gb}{3}\Omega_{mc}$$
最后,我们可以将$w_{de}=w_0+w_a(1-a)$代入第一个方程,得到
$$\Omega'_{de}+3\Omega_{de}(1+w_0+w_a(1-a))=-\frac{8\pi Gb}{3}\Omega_{mc}$$
这就是暗能量演化的微分方程。你可以用数值方法来求解它,或者用一些近似方法来得到解析解,具体方法可以参考[这篇文章](^2^)。
我希望这对你有帮助。如果你还有其他问题,欢迎继续和我聊天。😊 看起来条件不太够,两个方程,三个未知函数,边界条件和初值也没有给。而且还没有给作用量。如果h已知的话。且不需要约束方程的话,这两条公式就可以直接做数值演化了。 悬赏就到这里吧,不勾引大家的兴趣了。如果大家感兴趣也欢迎讨论相关内容
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