關(guān)于宇宙加速膨脹相關(guān)問題的理論研究
發(fā)布時(shí)間:2020-03-28 04:38
【摘要】:20世紀(jì)初,愛因斯坦(Einstein)建立廣義相對(duì)論,并開始試圖以廣義相對(duì)論引力場方程和宇宙學(xué)原理為基礎(chǔ)概括出整個(gè)宇宙的演化規(guī)律。Einstein提出第一個(gè)宇宙模型時(shí)認(rèn)為宇宙應(yīng)當(dāng)是有限的和靜態(tài)的,這與1929年哈勃(Hubble)觀測出的星系光譜的“紅移”現(xiàn)象相違背。隨著Hubble定律的提出,宇宙膨脹的觀念逐漸確立。如今各種天文觀測都指明了一個(gè)共同的信息,即我們的宇宙正在經(jīng)歷加速膨脹?茖W(xué)家們?yōu)榻忉層钪娴募铀倥蛎?對(duì)Einstein場方程做出了兩種修改。一是在宇宙物質(zhì)組分中引入帶有負(fù)壓強(qiáng)的暗能量,雖然科學(xué)家并不知道暗能量的來源和存在部位,但是其有強(qiáng)大的力量推動(dòng)整個(gè)宇宙加速膨脹。二是修改宇宙的時(shí)空幾何,這意味著會(huì)有新的引力理論產(chǎn)生,而不需要引入暗能量就能解釋宇宙的加速膨脹。本文研究了在FRW度規(guī)下宇宙加速膨脹的相關(guān)問題。首先文中對(duì)目前導(dǎo)致宇宙加速膨脹的兩種理論解釋作出了闡述,并介紹了常見的暗能量模型與修改引力模型。接下來文章主要研究了修正的Chaplygin氣體(MCG)模型。引入MCG模型作為CG模型的推廣,也可作為暗物質(zhì)(Dark Matter,DM)與暗能量(Dark Energy,DE)統(tǒng)一的模型,并對(duì)該模型的宇宙學(xué)量的演化、增長變量T與增長因子f隨尺度因子a(t)的線性擾動(dòng)演化做以詳細(xì)的分析與討論。利用statefinder診斷與Om診斷將MCG模型與其它不同的暗能量模型進(jìn)行對(duì)比并加以區(qū)分,并相繼分析了MCG模型動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,發(fā)現(xiàn)有相互作用的MCG模型出現(xiàn)了吸引子,并且該穩(wěn)定點(diǎn)具有宇宙學(xué)常數(shù)的性質(zhì),很好的解釋了此時(shí)宇宙正經(jīng)歷加速膨脹的階段。文章最后給出了f(R)引力理論的作用量、場方程及能量條件,通過能量條件對(duì)兩類可行的f(R)模型進(jìn)行了參數(shù)限制,并給出了其自由參數(shù)的取值范圍。
【圖文】:
邐遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑再結(jié)合(22)式,可求出暗能量的態(tài)方程為:逡逑pde邐(1邋-邋fi06)卜A邋+邋4(1邋-九)(1邋+邋之)3(1+Q)(1+A)][/1S邋+邋(1邋—九)(1邋+邋z)3(1+Q)(1+A)]W/Iq邋=邋邐邋一邐;Pde邐(1邋-邋Q06)[As邋+邋(1邋-邋A,)(l邋+邋^)3(1+?)(1+>1)]T^邋_邋Q0dm(l邋+邋z)3逡逑(27)逡逑(a)邐(b)逡逑丨邐邐'逡逑
邐(44)逡逑2邐2邋[As邋+邋(1邋-邋yls)(l邋+邋z)m+A)U+a)]-r^E逡逑從圖2(a)可以看出存在相互作用r\時(shí),相互作用參數(shù)的取值對(duì)隨Z的演逡逑化趨勢影響明顯。其中盧=0為無相互作用時(shí)的情況,越大,越早穿越-1。逡逑當(dāng)2邋<邋-1邋,有《4邋=邋-1邋,即有相互作用的MCG流體在未來表現(xiàn)得像宇宙學(xué)常數(shù),逡逑說明了宇宙未來不會(huì)發(fā)生大劈裂。從圖2(6)中能量密度參數(shù)隨紅移z演化趨勢的對(duì)逡逑比關(guān)系我們可知,暗能量與暗物質(zhì)間的相互作用并不影響N系難莼魘,而D}媯邋義、随红移z惦y莼謨形尷嗷プ饔檬背魷植煌。哇E玻ǎ悖└齙保徨澹藉澹埃凳保跛馘義喜問緄難莼魘。经过紦溷,减藘皢桚的今天謸(dān)ュ澹藉澹埃擔(dān)梗,转痪忟移;zt邋=邋0.(dān)福峰義希冉蝦蠓⑾治頤歉齙氖縈胩煳墓鄄饈萑紓劍埃叮
本文編號(hào):2603935
【圖文】:
邐遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑再結(jié)合(22)式,可求出暗能量的態(tài)方程為:逡逑pde邐(1邋-邋fi06)卜A邋+邋4(1邋-九)(1邋+邋之)3(1+Q)(1+A)][/1S邋+邋(1邋—九)(1邋+邋z)3(1+Q)(1+A)]W/Iq邋=邋邐邋一邐;Pde邐(1邋-邋Q06)[As邋+邋(1邋-邋A,)(l邋+邋^)3(1+?)(1+>1)]T^邋_邋Q0dm(l邋+邋z)3逡逑(27)逡逑(a)邐(b)逡逑丨邐邐'逡逑
邐(44)逡逑2邐2邋[As邋+邋(1邋-邋yls)(l邋+邋z)m+A)U+a)]-r^E逡逑從圖2(a)可以看出存在相互作用r\時(shí),相互作用參數(shù)的取值對(duì)隨Z的演逡逑化趨勢影響明顯。其中盧=0為無相互作用時(shí)的情況,越大,越早穿越-1。逡逑當(dāng)2邋<邋-1邋,有《4邋=邋-1邋,即有相互作用的MCG流體在未來表現(xiàn)得像宇宙學(xué)常數(shù),逡逑說明了宇宙未來不會(huì)發(fā)生大劈裂。從圖2(6)中能量密度參數(shù)隨紅移z演化趨勢的對(duì)逡逑比關(guān)系我們可知,暗能量與暗物質(zhì)間的相互作用并不影響N系難莼魘,而D}媯邋義、随红移z惦y莼謨形尷嗷プ饔檬背魷植煌。哇E玻ǎ悖└齙保徨澹藉澹埃凳保跛馘義喜問緄難莼魘。经过紦溷,减藘皢桚的今天謸(dān)ュ澹藉澹埃擔(dān)梗,转痪忟移;zt邋=邋0.(dān)福峰義希冉蝦蠓⑾治頤歉齙氖縈胩煳墓鄄饈萑紓劍埃叮
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