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暗能量及其相关问题的研究

作　者: 李剑丽
导　师: 凌意
学　校: 南昌大学
专　业: 天体物理
关键词: 暗能量宇宙学快子场标度解势进动
分类号: P145.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 78次
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内容摘要

近年来大量的天文观测表明宇宙正在加速膨胀。具有负压强的奇异物质暗能量成为了宇宙的主导成分。它均匀地分布在整个空间中,为宇宙的加速膨胀提供原动力。尽管人们对暗能量有了初步的认识,但是对它本质的了解却不多。暗能量已经成为了物理学研究中最重要的问题之一。论文首先介绍了宇宙学的背景和标准宇宙学模型,然后对几种比较流行的暗能量模型做了简单介绍。接着,主要研究有理想流体存在时标量场的动力学。由一个标量场来推动宇宙加速膨胀的动力学暗能量模型往往会遇到所谓的精细调节以及巧合性问题。为了解决这些问题,可以引入多组分的模型来求解标度解。在本文中,首先介绍标量场暗能量的自治系统,然后着重讨论了时空弯曲下有理想流体存在时快子暗能量的动力学,并求解标度解,通过对标度解的研究,确定它是稳定的还是短暂的。最后分别在开放宇宙和闭合宇宙两种可能的情况下探讨标度解的势具有什么样的形式及其演化。另外,我们也研究和探讨暗能量的存在对行星进动角的影响。发现对于太阳系水星,暗能量对其进动角的贡献大约为总进动角的万分之一。因此,期望通过对水星进动的精密观测,可以推测暗能量的状态函数,并以此作为检验各种暗能量模型的理论依据。最后是总结与展望,对整篇论文进行总结,并展望未来工作。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章综述  8-16
  1.1 研究背景和意义  8
  1.2 背景宇宙学  8-9
  1.3 标准宇宙学模型  9-11
  1.4 标准宇宙学的困难  11-13
  1.5 暴涨宇宙学  13-14
  1.6 暗能量及"新标准宇宙模型"  14
  1.7 本文主要工作及安排  14-16
第二章暗能量模型  16-27
  2.1 引言  16-17
  2.2 宇宙常数Λ模型  17-18
  2.3 暗能量的标量场模型  18-26
    2.3.1 Quintessence暗能量  19-20
    2.3.2 Tachyon暗能量  20-22
    2.3.3 K-essence暗能量  22-23
    2.3.4 Phantom暗能量  23-24
    2.3.5 Quintom暗能量  24-25
    2.3.6 Chaplygin gas暗能量  25-26
  2.4 相互作用暗能量  26-27
第三章空间弯曲的FRW宇宙的快子场动力学  27-44
  3.1 引言  27-28
  3.2 有理想流体存在时标量场的动力学  28-32
    3.2.1 标量场暗能量模型的自治系统  29-30
    3.2.2 普通标量场和理想流体  30-32
  3.3 TACHYON场与流体共存下的宇宙动力学  32-37
  3.4 空间弯曲下的TACHYON势  37-42
    3.4.1 开放宇宙下的Tachyon势  38-40
    3.4.2 闭合宇宙下的Tachyon势  40-42
  3.5 总结与讨论  42-44
第四章暗能量对星体进动的影响  44-50
  4.1 施瓦西度规下的运动方程  44-45
  4.2 暗能量下的广义相对论轨道解  45-49
  4.3 总结与讨论  49-50
第五章总结与展望  50-52
致谢  52-53
参考文献  53-58
攻读学位期间的研究成果  58

暗能量及其相关问题的研究

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