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修正的Chaplygin气体和广义Hobbit模型的动力学演化及其对宇宙结构形成的影响

作　者: 付明慧
导　师: 吴亚波
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 宇宙加速膨胀暗能量结构形成修正的Chaplygin气体广义Hobbit模型
分类号: P159
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 32次
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内容摘要

近年来超新星、宇宙微波背景辐射和宇宙大尺度结构等许多的天文观测结果均显示宇宙正在加速膨胀。这些观测结果表明宇宙中很可能存在一种具有负压强的奇异物质成分―暗能量。它均匀地分布在整个空间中为宇宙的加速膨胀提供源动力。尽管人们对暗能量有了初步的认识,然而对其本质的了解却是少而又少。暗能量已经成为了物理学与天文学研究中最为重要的问题之一。本文首先简要地介绍了现代宇宙学的建立及其理论基础,并在标准宇宙学模型的基础上,主要介绍了几种常见的暗能量模型。接下来,主要是围绕动力学统一模型展开讨论。我们在先前对修正的Chaplygin气体(MCG)模型进行的讨论的基础上,继续研究了暗能量密度的演化趋势、能量转移和增长因子的演化情况。通过讨论可以发现,只要恰当的选取相关参数,MCG模型的演化与目前已知的实际观测符合得很好。然后,我们又尝试着利用现象学统一模型来解释宇宙加速膨胀的现象。具体地说,就是对V.F.Cardone等人建立的Hobbit模型进行了扩展,建立了广义Hobbit模型。该模型不仅可以描述包括暴胀在内的宇宙演化的四个主要阶段,并且在宇宙开始以无压物质为主导之后的长时间内,模型整体上的演化可以模拟ΛCDM模型。为了检验这种模型是否合理,我们在无相互作用和有相互作用存在情况下,分别讨论了广义Hobbit模型描述的宇宙演化。此外,通过与ΛCDM模型进行对比,我们还研究了广义Hobbit模型对宇宙结构形成的影响。通过与目前已知的天文观测数据比较,可以发现广义Hobbit模型描述的宇宙演化与目前人们所认知的情况相符合。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-5
Content  5-7
1 引言  7-10
2 现代宇宙学背景知识简介  10-23
  2.1 标准宇宙学模型  10-13
  2.2 甚早期宇宙的加速膨胀  13-16
  2.3 当前宇宙的加速膨胀  16-18
  2.4 宇宙中的结构形成  18-23
3 解释当前宇宙加速膨胀的几种常见暗能量模型  23-29
  3.1 宇宙学常数模型  23-24
  3.2 Quintessence和Phantom模型  24-25
  3.3 Quintom模型  25-26
  3.4 Chaplygin气体模型  26-27
  3.5 全息暗能量模型  27-29
4 修正的Chaplygin气体（MCG）模型  29-41
  4.1 MCG模型的简要介绍  29-33
    4.1.1 无相互作用的MCG模型  29-31
    4.1.2 有相互作用的MCG模型  31-33
  4.2 暗能量密度的演化趋势和能量转移  33-38
  4.3 增长因子(growth index)的演化  38-39
  4.4 小结  39-41
5 广义Hobbit动力学统一模型  41-58
  5.1 Hobbit模型简要介绍  41-43
  5.2 无相互作用的广义Hobbit模型  43-51
    5.2.1 无相互作用的广义Hobbit模型的动力学演化  44-49
    5.2.2 无相互作用的广义Hobbit模型中的结构形成  49-51
  5.3 相互作用的广义Hobbit模型  51-56
    5.3.1 常相互作用的广义Hobbit模型的动力学演化  53-54
    5.3.2 变相互作用的广义Hobbit模型的动力学演化  54-56
  5.4 小结  56-58
6 结论  58-59
参考文献  59-63
附录  63-64
致谢  64

修正的Chaplygin气体和广义Hobbit模型的动力学演化及其对宇宙结构形成的影响

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