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暗能量相关问题的研究

作　者: 孙祖尧
导　师: 沈有根
学　校: 中国科学院研究生院（上海天文台）
专　业: 天体物理
关键词: 宇宙学暗能量全息原理黑洞视界面积量子化
分类号: P145.9
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 337次
引　用: 2次
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内容摘要

暗能量的发现，对现代物理理论提出了挑战。对暗能量的研究被认为有可能带来基础理论发展的突破。随着最新的天文观测，WMAP对宇宙微波背景辐射各向异性的高精度探测，我们已经进入了精确宇宙学时代。暗能量、宇宙学已经成为国际前沿研究热点。对它们的研究代表了人们对自然界真理的不懈追求。本篇论文探讨了宇宙加速膨胀与暗能量的一些相关问题。本文由五章构成。第一章是引言，介绍了宇宙学的基本事实，包括现代宇宙学的三大基石、宇宙学原理以及最新的天文观测成果。另外还介绍了以广义相对论为基础的宇宙学基本理论，简介了弗里德曼方程及各种暗能量模型。第二章介绍了几个我们所做的工作，包括非最小耦合的实标量场Phantom宇宙学与自旋分别为1／2和3／2的旋量场宇宙学。给出了它们作为Phantom、暗能量的条件，讨论了模型的稳定性。第三章我们讨论了诱导引力理论中的全息暗能量，发现取红外截断为哈勃尺度和粒子视界时都不能给出宇宙的加速膨胀，只有取事件视界为红外截断时才能得到宇宙的加速膨胀。第四章中我们讨论了暗能量条件下的黑洞视界面积量子化。由于以往对黑洞热力学的讨论大都没有考虑暗能量的影响，而我们真实的宇宙中是暗能量主导的，因此很有必要考虑暗能量对黑洞热力学的影响。经过我们的研究，发现被Quintessence包围的黑洞的视界面积谱与不考虑暗能量情况下的面积谱是一致的，暗能量的作用主要体现在对黑洞视界半径的影响上。因此以前在没有考虑暗能量影响的情况下对黑洞热力学所做的各种研究依然有其极大的启发意义。第五章是总结与展望，对整篇论文进行了总结，并展望了未来的工作。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
目录  9-12
第一章引言  12-32
  1.1 宇宙学基本事实  12-18
    1.1.1 宇宙学原理  12-13
    1.1.2 Hubble膨胀  13-14
    1.1.3 宇宙微波背景辐射(CMB)  14-16
    1.1.4 轻元素的合成  16
    1.1.5 宇宙的组成  16-18
  1.2 宇宙膨胀的动力学  18-25
    1.2.1 Robertson-Walker度规  18-22
    1.2.2 Friedmann方程  22-25
  1.3 暗能量与宇宙加速膨胀  25-32
    1.3.1 暗能量的观测证据  25
    1.3.2 暗能量的理论模型  25-32
第二章几种暗能量模型及其相关讨论  32-54
  2.1 非最小耦合实标量场的Phantom宇宙学  32-41
    2.1.1 场方程  32-34
    2.1.2 运动方程  34-36
    2.1.3 数值分析  36-39
    2.1.4 重构方程  39-41
    2.1.5 总结与讨论  41
  2.2 自旋为1/2的旋量场宇宙学  41-51
    2.2.1 模型  41-46
    2.2.2 模型的演化及其稳定性  46-50
    2.2.3 重构方程  50-51
    2.2.4 总结与讨论  51
  2.3 自旋为3/2的Rarita-Schwinger场宇宙学  51-54
第三章诱导引力理论中的全息暗能量  54-62
  3.1 诱导引力理论中的全息暗能量  54-62
    3.1.1 全息原理与全息暗能量  54-55
    3.1.2 诱导引力理论简介  55-56
    3.1.3 诱导引力理论中的全息暗能量  56-62
第四章暗能量条件下的黑洞视界面积量子化  62-78
  4.1 引言  62-68
    4.1.1 黑洞的基本概念  62-65
    4.1.2 黑洞物理  65-68
  4.2 Quintessence黑洞的视界面积量子化  68-78
    4.2.1 Quintessence黑洞  68-72
    4.2.2 约化相空间量子化  72
    4.2.3 具体计算  72-76
    4.2.4 结论与讨论  76-78
第五章总结和展望  78-80
参考文献  80-84
攻读博士学位期间完成的论文  84-86
简历  86

暗能量相关问题的研究

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