クインテッセンス (宇宙論)

クインテッセンスは w_q の状態方程式を持ったスカラー場であり、この圧力 p_q と密度 ${\displaystyle \rho }$_q の比はポテンシャルエネルギー ${\displaystyle V(Q)}$ と運動エネルギーの項によって下記のように表される；

${\displaystyle w_{q}=p_{q}/\rho _{q}={\frac {{\frac {1}{2}}{\dot {Q}}^{2}-V(Q)}{{\frac {1}{2}}{\dot {Q}}^{2}+V(Q)}}}$

すなわち、クインテッセンスは一般には密度をもつため、w_q は時間の関数となり動的である。対して、宇宙定数は エネルギー密度は固定され、w_q = −1 となり静的である。

クインテッセンスのモデルの多くがトラッカーと呼ばれる振る舞いをする。ポール・スタインハート et al.（1999年）は、これにより宇宙定数問題を部分的に説明した^[2]。

これらのモデルでは、クインテッセンス場の密度は、物質と放射が等しくなる放射密度（あるいはそれ以下）まで近づいていく。すると、今度はこれをトリガーとしてダークエネルギーのような特徴を持ち始め、ついにはこれが宇宙での主要な特徴となる。当然ながらこれはダークエネルギーのスケールを小さくする^[3]。

宇宙論的データで”トラッカー”の方法が予測する宇宙の拡大率を比較すると、”トラッカー”が状態方程式の振る舞いを適切に説明するには4つのパラメータが必要というのが大きな特徴となる^[4][5]。

ところが、最大でも2値でよいモデルが近い将来（2015年初めから2020年ころまで）に得られるデータによって最適とされるだろうということが示されている^[6]。

ある特別な場合、w_q < −1 ではクインテッセンスはファントムエネルギーを表す^[7]。

ここで、”k-エッセンス”（運動エネルギー的クインテッセンスを略したもの）という運動エネルギーの非標準な形を考えると、これが存在する場合はダークエネルギーのエネルギー密度が大きくなっていくために宇宙がビッグリップを起こす要因となる。それは宇宙の膨張率が指数関数以上に高速に増大していくからである。