ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩЕЕ СКАЛЯРНОЕ ПОЛЕ В ТЕОРИИ ГРАВИТАЦИИ

В рамках скалярно-тензорной теории гравитации рассмотрено скалярное поле, источником которого является след собственного тензора энергии-импульса и след тензора энергии-импульса материи. Потенциал, входящий в лагранжиан скалярного поля, зависит от трех параметров: константы скалярного взаимодействия, массы скалярного поля и константы, определяющей минимум энергии поля. Рассмотрено представление скалярно-тензорной теории на фоне пространства Минковского с линейной связью метрики и тензорного гравитационного потенциала и получены дополнительные к полевым уравнениям условия, имеющие смысл ограничения тензорного поля по спиновым состояниям. Для космологической задачи показано, что в соответствии с наблюдениями дополнительные условия приводят к пространственно-плоской Вселенной. Получены численные решения полевых уравнений, на основе которых показано, что космологические параметры модели хорошо описывают современные наблюдательные данные и, таким образом, рассматриваемое скалярное поле может моделировать темную энергию. Проведено исследование областей изменения параметров космологического решения и сопоставление космологического скалярно-тензорного решения с ΛCDM – моделью общей теории относительности. Выполнен анализ возможных сценариев космологической эволюции в зависимости от параметров модели. 

1. Observational Evidence from Supernovae for an Accelerating Universe and a Cosmological Comstant / A. G. Riess [et al.] // Astron. J. – 1998. – Vol. 116, № 3. – P. 1009–1012.

2. Measurement of Ω and Λ from 42 High-redshift Supernovae / S. Perlmutter [et al.] // Astroph. J. – 1999. – Vol. 517, № 2. – P. 565–586.

3. Matos, T. Spherical scalar field halo in galaxies / T. Matos, F. S. Guzman, D. Nunez // Phys. Rev. D. – 2000. – Vol. 62. – P. 061301.

4. Perlmutter, S. Supernovaand Gamma Ray Bursts / S. Perlmutter, B. P. Schmidt; ed. K. Weiler. – Springer, 2003.

5. Matos, T. Dynavical Approach to the Cosmological Constant / T. Matos, F. S. Guzman // Class. Quant. Grav. – 2001. – Vol. 18, № 23. – P. 5055–5064.

6. Peebles, P. J. The cosmological constant and dark energy / P. J. Peebles, B. Ratra // Rev. Mod. Phys. – 2003. – Vol. 75, № 2. – P. 559–606.

7. Scherrer, R. J. Thawing quintessence with a nearly flat potential / R. J. Scherrer, A. A. Sen // Phys. Rev. D. – 2008. – Vol. 77. № 8. – P. 083515.

8. Deser, S. Self-interaction and gauge invariance / S. Deser // Gen. Rel. Grav. – 1970. – Vol. 1, № 1. – P. 9–15.

9. Weinberg, S. Gravitation and Cosmology / S. Weinberg. – New-York; London; Sydney; Toronto: J. Wiley and Sons Inc., 1972. – 657 p.

10. Логунов, А. А. Релятивистская теория гравитации / А. А. Логунов. – М.: Наука, 2011. – 351 с.

11. Выблый, Ю. П. Скалярное поле с источником в виде следа тензора энергии-импульса как модель темной энергии / Ю. П. Выблый, А. Н. Тарасенко // Ковариантные методы в теоретической физике: сб. науч. тр. – Минск, 2011. – Вып. 7. – С. 36–44.

12. Freund, P. Scalar field coupled to the trace of the energy-momentum tensor / P. Freund, Y. Nambu // Phys. Rev. – 1968. – Vol. 174, № 5. – P. 1741–1743.

13. Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной / Д. С. Горбунов, В. А. Рубаков. – М.: Красанд, 2016. – 568 с.

14. Dudko, I. G. Scalar field with the source in the form of the stress-energy tensor trace as a dark-energy model / I. G. Dudko, Yu. P. Vyblyi // Gravitation and Cosmology. – 2016. – Vol. 22, № 4. – P. 368–373.