Исследование флуктуаций темной энергии методами наблюдательной астрономии. Сажин М.В., Сажина О.С., Форофонтов К.И. совместно с Либановым М.В. и Рубаковым В.А. (ИЯИ РАН) Ломоносовские чтения 2010 22 апреля ГАИШ МГУ Возможные причины современого ускоренного расширения Вселенной: наличие космологической постоянной; модификация общей теории относительносьти на сверхбольших масштабах; существование новых легких полей. Параметр (Вихлинин и др., 2009) w0. p w0 t с 2 w 1 квинтэс ция 0 w 1 космоло еская пос 0 w 1 фантомн энерг 0 Тахионная мода спектра малых возмущений на однородном фантомном фоне и ее гравитационный потенциал. I . p M p 2 II . M p 2 2 2 1 t,x 3/2d t,k exp ik k x H .c ., 2 t t,k A k exp t ' dt ' t k «Почти» стандартная космологическая модель. ds 2 dt 2 a 2 t dx 2 , 31 w0 3 a t a t a t , H 02 Ωm 0 Ω phantom at at at0 at0 a0 1, Ωm 0.27, Ω phantom 0.73. 2 Рост возмущений. p M p 2 k t a' a M k M da ' . t 'dt ' 3 w0 H M a ' Ω Ω a ' k 0 tk m phantom M a w0 const 1 0.2 k M k M a const 1 Рост возмущений. p M p 2 t exp t 'dt ' t k a k 0.2, w0 1 M Рост возмущений. M p 2 2 2 1 t,x 3/2d t,k exp ik k x H .c ., 2 t t,k A k exp t'dt ' t k t k a'2 M 2 t 'dt ' M da' 3 w H0 k a' Ωm Ω phantoma' 0 tk a M 3/ 2 2 Ω M 2 const k k phantom 3 Arcsinh a O H 0 3 Ω phantom Ωm Ωm M M Мультипольные коэффициенты реликтового излучения. n T n T0 , x 2 d x n 0 . T0 0 0 1 m l Cl alm 2l 1 m l 8 H 02X 2 Cl M 2 M Pl2 l 1 0 d 2 , alm dnnYlm n. 2l , d a exp d j M 0 l k jl x k J l 1/ 2 x , 2x M 0 , Вклад тахионных флуктуаций в спектр анизотропии реликтового излучения. Лоренц-неинвариантный случай. 2 p M p Dl Dl l l 1 1 Cl . Если параметр α 1, то lmax 1. 2 4 l 1 Dl A0 l 3 / 2 z l l 1 1 4 1 z 1 z l 1 / 2 3 1 z 1 1 F 2 , ;l ; , 2 2 2 2 2 , 1 4 A0 9.4 lmax 2 3/ 4 H0 M 5/ 2 M exp 0 . 78 M Pl2 H 0 X 2 Вклад тахионных флуктуаций в спектр анизотропии реликтового излучения. Лоренц-инвариантный случай. 2 M 2 p2 4M H 02X 2 l l 1 Dl exp 2 2 2 l 1 3M M Pl 2 3H 0 l 1 l 3 / 2 2 H 0 Ωm 2 M const 4/3 1 Ω phantom Ω phantom Arcsinh Ωm 4l . 3 4 /3 M D 1 15 .7 H D 2 0 Наблюдательные данные 5-ти лет работы WMAP и спектр фантомных возмущений. Наблюдаемый спектр анизотропии реликтового излучения, K.2 Оптимизированный адиабатический спектр 1 12 | 2 (k ) | AHZ| 3 (k ) | AHZ k 3 k Оптимизированный фантомный спектр | 2 (k ) | Aphantom 1 exp{ } k3 Сравнение с наблюдательными данными. Cl ClCMBFast Cl ph , l ClW MAP ClCMBFast Cl ph F ε f max l l 2 , 600 600 l2 . L ln f l f l exp 2 l 2 2 l l l 1 ph Cl . Dmax max l 2 При 10 4 Dmax 0, при 10 4 Dmax 0. Сравнение с наблюдательными данными. p M p 2 M H0 Амплитуда 10 12 H 0 1.5 1033 eV M 10-27 eV 95%c.l. K 2 10 6 K 2 Сравнение с наблюдательными данными. 2 M 2 p2 obs 1 1 3 obs 2 3 5 D D m 1 7 a 1 . 6 10 , 1m 2 m 1 m2 11 a 2 . 9 10 . 2m 2 m 2 M 135.9 95%c.l. H0 M 2 10 31 eV Основные результаты. В работе рассмотрен возможный вклад тахионных возмущений темной энергии в анизотропию реликтового излучения. Возмущения испытывают экспоненциальный рост в близкую космологическую эпоху. В случае лоренц-нарушающего дисперсионного соотношения спектр тахионных флуктуаций обладает выраженным максимумом, что является общим свойством широкого класса таких моделей. В лоренц-инвариантном случае возможен вклад в дипольную составляющую анизотропии. Так, даже если весь наблюдаемый диполь образован тахионом, то соответствующий ему квадруполь не противоречит наблюдательным данным. Если возмущения тахионного типа и существуют, то их вклад в анизотропию ниже текущей точности наблюдений. Получены ограничения на массу и амплитуду тахиона для двух общих типов дисперсионных соотношений.