1998年,Ⅰa型超新星觀測數(shù)據(jù)顯示,我們的宇宙正在加速膨脹。人們認(rèn)為暗能量是驅(qū)動宇宙加速膨脹的源動力。為了解釋宇宙加速膨脹,物理學(xué)家們近年來提出了各種暗能量模型。最簡單的模型是宇宙學(xué)常數(shù)模型,此模型的態(tài)參數(shù)值為-1,極其符合觀測結(jié)果,但是依舊存在許多問題,如巧合性問題和精調(diào)問題等。為解決這些問題,人們又陸續(xù)提出一些動力學(xué)暗能量模型,其態(tài)參數(shù)隨時間演化,諸如quintessence模型、phantom模型和全息暗能量模型等。在能夠解釋宇宙加速膨脹現(xiàn)象的同時,這些模型也都存在各自的不足,諸如quintessence模型的態(tài)參數(shù)無法穿越-1、phantom模型預(yù)言了宇宙在未來會發(fā)生大劈裂等。本文介紹的是多方氣體模型,它是一種現(xiàn)象學(xué)模型,能夠?qū)haplygin氣體(CG)模型和廣義的Chaplygin氣體(GCG)模型作為特殊情況包含其中,可以用來解釋宇宙加速膨脹現(xiàn)象。本文首先介紹了宇宙學(xué)的基本原理和幾種常見的暗能量模型,之后主要研究的是多方氣體模型。在平直宇宙的背景下,深入討論了在暗能量和暗物質(zhì)之間無相互作用情況下和存在四種不同相互作用情況下多方氣體模型的動力學(xué)演化,畫出了態(tài)參數(shù)、減速參數(shù)和密度參數(shù)隨紅移z的演化趨勢,與天文觀測結(jié)果進(jìn)行了對比,研究發(fā)現(xiàn)存在相互作用情況下的宇宙學(xué)量的演化與天文觀測數(shù)據(jù)符合的較好。并且,得出宇宙在未來不會發(fā)生大劈裂的結(jié)論。之后,對模型做了state finder診斷和Om診斷,兩種幾何診斷可以很好地區(qū)分各種情況下的暗能量模型。通過對自治系統(tǒng)及其穩(wěn)定點(diǎn)的分析,探討了多方氣體模型的穩(wěn)定性,并對相互作用參數(shù)作出了限制。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),若對相互作用參數(shù)取合適的數(shù)值,則相互作用多方氣體模型的動力學(xué)系統(tǒng)存在吸引子。在文章的最后,研究了多方氣體模型的熱力學(xué)性質(zhì),得出了相互作用與熱力學(xué)漲落之間的關(guān)系。
【學(xué)位單位】：遼寧師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P159
【部分圖文】：

圖１邋（ａ）無相互作用情況下，不同的參數(shù)ｎ對應(yīng)的態(tài)參數(shù)脫ｅ隨：的演化：（ｂ）無相互作用情況下，ｎ＝－ｌ．ｌ時，逡逑能量密度參數(shù)ａ隨２的演化；（ｃ）無相互作用情況下，不同的參數(shù)ｎ對應(yīng)的減速參數(shù)ｇ隨２的演化。逡逑１４逡逑

表１不同相互作用情況下的叫ｉｅ０、卵的值逡逑�。�？邋＝邋０．７４２，邋ｎ邋＝邋—１．１，四個相互作用參數(shù)ａ、／？、７、（分別取－０．４、一邋０．５、逡逑－０．６。在圖２中，分別畫出四種不同相互作用下的ｕ４隨２的演化軌跡。可以看出逡逑在四種相互作用情況下，相互作用參數(shù)越小，態(tài)參數(shù)的變化越明顯，并且越早穿越逡逑ｐ／ｕｍｔｅｍ邊界，有相互作用的多方氣體模型可以說明宇宙在未來不會發(fā)生大劈裂。逡逑在圖３中，畫出了四種不同相互作用下的減速參數(shù)ｇ隨２的演化軌跡，從圖中可以逡逑看出，不同的相互作用、相互作用參數(shù)取不同的值都對減速參數(shù)的演化有明顯的影逡逑響。在四種相互作用下，減速參數(shù)都是由正變?yōu)樨?fù)，可以說明宇宙是由減速膨脹過逡逑渡到加速膨脹。表１列出了沒有相互作用（即ｒ0邋＝邋ｏ）和存在四種不同相互作用下的逡逑態(tài)參數(shù)和減速參數(shù)的今天值，由表１可看出相互作用項(xiàng)對應(yīng)的ｗｄｅ0、如與天文逡逑觀測數(shù)據(jù)符合較好。逡逑１７逡逑

圖４⑷無相互作用的情況下，ｎ邋＝邋－ｌ．ｌ．－１．３，－１．５時，多方氣體模型的ｒ－ｓ演化軌跡：（ｂ）無相互作用的情逡逑況下，多方氣體、ＧＣＧ、ＣＧ模型的？？邋一邋ｓ演化軌跡對比－逡逑圖４邋（ａ）描述的是在模型參數(shù)r藉澹埃罰矗玻罘直鶉　保�，—１．３，－１．n那榭魷攏義夏Ｐ偷模蟈濉澹笱莼旒＃油賈鋅梢鑰闖觶煌哪Ｐ筒問疃醞夾蔚難莼瀉苠義洗笥跋歟賈瀉詰悖ǎ潁觶螅╁澹藉澹ǎ保埃┐恚粒茫罰祝Ｐ偷墓潭ǖ悖ㄏ巒�，不同模型矄桚对辶x希玻板義

本文編號：2813613