Wechselwirkende Quintessenz, das Zufallsproblem und kosmische Beschleunigung

Angesichts der jüngsten Beweise für ein flaches Universum, das von dunkler Energie dominiert wird, kämpfen Kosmologen mit tiefen kosmischen Rätseln wie dem Problem der kosmologischen Konstante, extremer Feinabstimmung und dem kosmischen Zufallsproblem. Das Ausmaß, in dem wir das Verblassen entfernter Supernovae beobachten, deutet darauf hin, dass die kosmische Beschleunigung mindestens so gravierend ist wie in Modellen mit kosmologischer Konstante. Eine Extrapolation auf unsere kosmische Zukunft impliziert erschreckende Visionen eines kalten und leeren Universums oder eines explosiven Endes in einem „Big Rip“. Wir konstruieren eine Klasse von dynamischen skalaren Feldmodellen dunkler Energie und dunkler Materie. Innerhalb dieser Klasse können wir erklären, warum Supernovae eine kosmische Zustandsgleichung von w-1 implizieren, Feinabstimmungsprobleme ansprechen, das Universum vor einer vorzeitigen Beschleunigung schützen und einen konstanten Anteil von dunkler Energie an dunkler Materie in der Zukunft vorhersagen (damit das Zufallsproblem lösen), die dominierende Energiebedingung erfüllen und sicherstellen, dass gravitativ gebundene Objekte dies für immer bleiben (ein Big Rip vermeiden). Dies wird mit einer von der Stringtheorie inspirierten Lagrange-Funktion erreicht, die standardmäßig kinetische Terme, exponentielle Potenziale und Wechselwirkungen sowie Parameter der Ordnung Eins enthält.