本文選題：暗能量 + 圈量子引力��； 參考：《湖南師范大學(xué)》2010年博士論文

【摘要】： 1998年天文物理學(xué)家通過(guò)觀測(cè)超新星發(fā)現(xiàn)宇宙正在做加速膨脹,此后大量的天文觀測(cè)實(shí)驗(yàn),包括對(duì)新的Ⅰa型超新星的觀測(cè)、對(duì)宇宙微波背景輻射的觀測(cè)和對(duì)宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的觀測(cè)等,進(jìn)一步驗(yàn)證了這一發(fā)現(xiàn)。對(duì)于這種加速膨脹現(xiàn)象的一種可能解釋是宇宙中存在一種負(fù)壓特性的能量成份,人們稱(chēng)之為暗能量。目前暗能量模型主要有宇宙學(xué)常數(shù)(ACDM)、Quintessence、Phantom和Quintom等。其中ACDM模型是最簡(jiǎn)單且與觀測(cè)數(shù)據(jù)吻合得最好的模型,但是它存在尚未解決的理論問(wèn)題：微調(diào)問(wèn)題和巧合問(wèn)題。最近的超新星數(shù)據(jù)傾向于現(xiàn)在態(tài)方程參數(shù)為w-1的暗能量模型,因此Phantom暗能量模型受到重視。Phantom暗能量模型中,其場(chǎng)的拉氏量動(dòng)能項(xiàng)為負(fù),它不但能解釋今天宇宙的加速膨脹,而且有可能用來(lái)解釋宇宙早期的暴脹。由于Phantom標(biāo)量場(chǎng)的動(dòng)能項(xiàng)為負(fù),這將會(huì)導(dǎo)致一些新的現(xiàn)象,其中之一就是Phantom宇宙的未來(lái)存在大撕裂(Big Rip)奇點(diǎn)。近幾年來(lái)圈量子宇宙學(xué)已經(jīng)得到了廣泛的研究,研究表明在圈量子引力效應(yīng)的影響下宇宙不存在大爆炸奇點(diǎn)。本文第三章我們將研究圈量子宇宙中與暗物質(zhì)存在相互作用的Phantom暗能量動(dòng)力學(xué),取Phantom場(chǎng)的勢(shì)為指數(shù)形式,考慮暗物質(zhì)與暗能量之間存在如下兩種形式的耦合：一種是αρmφ,另一種是3βH(ρφ+ρm)。對(duì)于這兩種耦合,我們發(fā)現(xiàn)圈量子效應(yīng)可以避免原來(lái)存在于標(biāo)準(zhǔn)FRW宇宙中的大撕裂奇點(diǎn)。對(duì)于第二種耦合,當(dāng)Phantom場(chǎng)在初始時(shí)刻沿勢(shì)下滾時(shí),圈量子效應(yīng)對(duì)宇宙的后期演化沒(méi)有什么影響,此時(shí)宇宙中的暗物質(zhì)與暗能量之間的比值是一個(gè)常數(shù),并且宇宙將永遠(yuǎn)地加速膨脹下去。 現(xiàn)今宇宙加速膨脹現(xiàn)象的另外一種解釋是現(xiàn)有的引力理論在宇宙尺度上可能不成立,應(yīng)該得到合理的修改。目前修改引力理論模型主要有Dvali-Gabadadze-Porrati (DGP)模型和f(R)理論等。研究表明修改引力模型和暗能量模型能夠產(chǎn)生相同的宇宙膨脹史,因此如何鑒別這兩類(lèi)模型便成了當(dāng)今宇宙學(xué)非常重要的課題。研究大尺度結(jié)構(gòu)的物質(zhì)密度線(xiàn)性擾動(dòng)的增長(zhǎng)函數(shù)δ(z)=δρm／ρm有可能用來(lái)鑒別不同的宇宙模型,因?yàn)椴煌挠钪婺Ｐ?尤其是暗能量模型和修改引力模型)可以具有相同的宇宙膨脹史,而它們很有可能具有不同的密度線(xiàn)性擾動(dòng)增長(zhǎng)史,這樣它們就能夠被區(qū)別開(kāi)來(lái)。本文第四章中,我們首先討論了低紅移區(qū)DGP模型中的物質(zhì)密度線(xiàn)性擾動(dòng)增長(zhǎng)因子,增長(zhǎng)指數(shù)是紅移z的函數(shù)。在線(xiàn)性近似γ(z)≈γ0+γ10z情況下,且現(xiàn)今物質(zhì)密度分?jǐn)?shù)Ωm,0取天文觀測(cè)可允許的范圍0.2≤Ωm,0≤0.35時(shí),我們發(fā)現(xiàn)γ0和γ10的取值范圍分別是0.658≤γ0≤0.671、0.035≤γ10≤0.042。同時(shí)我們運(yùn)用低紅移區(qū)的三個(gè)增長(zhǎng)因子數(shù)據(jù)對(duì)DGP模型、ACDM和 一種可行的Starobinsky f(R)模型的γ0和γ10進(jìn)行了限制,得出觀測(cè)數(shù)據(jù)傾向于ACDM模型,DGP模型和ACDM模型在1σ的可信度上與觀測(cè)數(shù)據(jù)一致,而Starobinsky模型僅在2σ的可信度上才與數(shù)據(jù)一致。第四章第五節(jié)中,我們對(duì)DGP和ACDM提出了一種新的參數(shù)化形式,發(fā)現(xiàn)在低紅移和高紅移區(qū)這種參數(shù)化形式對(duì)這兩種模型的增長(zhǎng)因子隨紅移的變化能夠給出很好的近似,因此我們可以用這種參數(shù)化形式來(lái)鑒別不同的宇宙模型。第四章第六、七節(jié)中,我們利用低紅移和高紅移區(qū)的12個(gè)增長(zhǎng)因子數(shù)據(jù)對(duì)wCDM、DGP模型和Starobinsky模型做了觀測(cè)限制,發(fā)現(xiàn)wCDM模型與觀測(cè)數(shù)據(jù)一致,而DGP模型和Starobinsky模型只是在2σ的可信度上才與觀測(cè)數(shù)據(jù)一致。
[Abstract]:In 1998 , astrophysicists have found that the universe is accelerating expansion by observing the supernovae , and a great deal of astronomical observations have been carried out , including the observation of new type 鈪燼 supernovae , the observation of cosmic microwave background radiation and observation of the large - scale structure of the universe .



In chapter 4 , we first discuss the linear perturbation growth factor of matter density in the DGP model of low red shift region , and the increment function 未 ( z ) = 未蟻 m / 蟻 m is the function of the same cosmic expansion history .



In chapter 4 , section 6 and 7 , we propose a new parametric form for DGP and ACDM . In chapter 4 , section VI and 7 , we use the 12 growth factor data of low red shift and high red shift area to make observation restriction on wCDM , DGP model and Starobinsky model , and find that the wCDM model is consistent with observation data , while DGP model and Starobinsky model are only consistent with the observation data only on the credibility of 2蟽 .
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：P159.3

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1957735