關于宇宙加速膨脹相關問題的理論研究
發(fā)布時間:2020-03-28 04:38
【摘要】:20世紀初,愛因斯坦(Einstein)建立廣義相對論,并開始試圖以廣義相對論引力場方程和宇宙學原理為基礎概括出整個宇宙的演化規(guī)律。Einstein提出第一個宇宙模型時認為宇宙應當是有限的和靜態(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共同的信息,即我們的宇宙正在經(jīng)歷加速膨脹?茖W家們?yōu)榻忉層钪娴募铀倥蛎?對Einstein場方程做出了兩種修改。一是在宇宙物質組分中引入帶有負壓強的暗能量,雖然科學家并不知道暗能量的來源和存在部位,但是其有強大的力量推動整個宇宙加速膨脹。二是修改宇宙的時空幾何,這意味著會有新的引力理論產(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問題。首先文中對目前導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(Dark Matter,DM)與暗能量(Dark Energy,DE)統(tǒng)一的模型,并對該模型的宇宙學量的演化、增長變量T與增長因子f隨尺度因子a(t)的線性擾動演化做以詳細的分析與討論。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行對比并加以區(qū)分,并相繼分析了MCG模型動力學系統(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)定點具有宇宙學常數(shù)的性質,很好的解釋了此時宇宙正經(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,通過能量條件對兩類可行的f(R)模型進行了參數(shù)限制,并給出了其自由參數(shù)的取值范圍。
【圖文】:
邐遼寧師范大學碩士學位論文邐逡逑再結合(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,相互作用參數(shù)的取值對隨Z的演逡逑化趨勢影響明顯。其中盧=0為無相互作用時的情況,越大,越早穿越-1。逡逑當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)得像宇宙學常數(shù),逡逑說明了宇宙未來不會發(fā)生大劈裂。從圖2(6)中能量密度參數(shù)隨紅移z演化趨勢的對逡逑比關系我們可知,暗能量與暗物質間的相互作用并不影響N系難莼魘疲模潁媯邋義、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,减藘皢桚的今天謸邋=邋-0.,,转痪忟移;zt邋=邋0.7辶x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:2603935
【圖文】:
邐遼寧師范大學碩士學位論文邐逡逑再結合(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,相互作用參數(shù)的取值對隨Z的演逡逑化趨勢影響明顯。其中盧=0為無相互作用時的情況,越大,越早穿越-1。逡逑當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)得像宇宙學常數(shù),逡逑說明了宇宙未來不會發(fā)生大劈裂。從圖2(6)中能量密度參數(shù)隨紅移z演化趨勢的對逡逑比關系我們可知,暗能量與暗物質間的相互作用并不影響N系難莼魘疲模潁媯邋義、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,减藘皢桚的今天謸邋=邋-0.,,转痪忟移;zt邋=邋0.7辶x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:2603935
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/tianwen/2603935.html