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加速膨胀中的宇宙

宇宙之浩瀚与神奇,令人惊叹和神往。朵朵星系的基本成分是像恒星那样闪闪发光的“重子型物质”,但宇宙中还有相当一部分不怎么发光的“重子型物质”,例如星云、行星、矮星、黑洞等。所谓“重子型物质”,是指人们在地球上或实验室内常常遇见的普通物质或其不同变态。$$  令人惊奇的是,全部“重子型物质”仅占宇宙的约4%,26%的宇宙成分是所谓“暗物质”,另有约70%是所谓“暗能量”。这些“暗物质”和“暗能量”是人们非常不了解的崭新形态。宇宙不但成分特殊,而且并非像我们初看上去那样是静态的,宇宙其实是在动态地膨胀着。宇宙如此浩瀚,人类如此渺小,人们怎么知道“全宇宙”由哪些成分组成,而且还大体知道其比例,并得出如此惊人的结论呢?$$  我们通过高精密望远镜,可以观测到遥远的星体发出的星光光谱线向红端移动。光谱红移表明星体在退行,越遥远的星体光谱红移越大。如果宇宙等速膨胀,那么距离与红移成正比,这就是著名的哈勃定律。1998年科学研究出现重大进展。科...  (本文共1页) 阅读全文>>

权威出处: 光明日报2002-02-11
辽宁师范大学
辽宁师范大学

关于广义Hobbit模型的理论研究

目前,通过对大量天文观测数据(Ia型超新星、WMAP)进行分析研究,人们逐渐发现原来我们赖以生存的宇宙并不是按照热大爆炸宇宙学模型所描述的那样在进行减速膨胀,而是出人意料的正在加速膨胀中。前不久佩尔马特等三名物理学家也正因超新星的研究而获得了2011年的诺贝尔物理学奖。那么给出宇宙加速膨胀的合理解释也就势在必行.所以人们就对热大爆炸宇宙学模型进行了修正.其中最主要的修正方法有两种,一种是暗能量理论。即假定有一种新的物质成分存在于宇宙中,它的压强为负且均匀分布于大尺度结构中,致使引力效应被它所提供的排斥作用所抵消,因此使宇宙发生了加速膨胀,我们将这种物质命名为暗能量。第二种是修正的Einstein引力场方程的左边也就是时空几何部分,我们称它为引力修正理论。近来,V.F.Cardone等人利用现象学统一模型来解释宇宙加速膨胀时提出了一种现象学模型,即所谓的Hobbit模型.之后此模型得到了进一步拓展,使其可以描述包括暴胀在内的宇宙四...  (本文共43页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海大学
上海大学

Born-Infeld理论中的光线偏折及暗能量宇宙学模型

自1934年波恩(Born)和英菲尔德(Infeld)为克服麦克斯韦理论的内在困难而提出非线性电动力学以来,Born-Infeld(B-I)的非线性理论得到长足的发展,特别是最近在弦理论和D-Brane理论中的发展使得B-I理论重新得到重视,它在宇宙学中的应用正在被广泛研究着。本论文中我们研究了B-I型引力理论中的光线偏折问题并求出光线偏转角为△(?)≈4M/r_(min)[1-(4M/r_(min))~3 9k~2β/r_(min)~6]。当参数β或k趋向于0时,偏转角回到第一项爱因斯坦理论的结果。在宇宙小尺度上第二项给出的修正非常小,目前的观测精确还不足以区分。作为暗能量模型的候选者,我们提出了拉格朗日为L_(NLBI)=1/η(1-(?))-u(φ)的非线性B-I(Nonlinear B-I,NLBI)标量场模型。该标量场和正则标量场(Quintessence)一样,违反强能量条件,态参量w演化处于±1之间,可以解释当前的...  (本文共161页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

宇宙中暗能量、残余引力波和微波背景辐射极化的一些研究

本文主要介绍了我们对宇宙学暗能量、残余引力波和宇宙微波背景辐射极化的一些研究结果。宇宙学暗能量,残余引力波和微波背景辐射是目前宇宙学研究中非常热门的课题,它们对于理解宇宙中最基本的物质构成,极早期宇宙的暴涨过程,以及宇宙在漫长的演化过程中的演化行为等问题的研究都具有极为重要的意义。目前大量的观测数据的出现,特别是Ia型超新星数据,CMB扰动谱等数据的出现,使得近期对这两个问题的研究更为重要。本文共分五章。第一章介绍了宇宙学研究的一些背景知识,着重介绍了目前暗能量和引力波的研究现状和我们在这方面所作的一些工作。第二章中,首先讨论了暗能量的观测基础,各种理论模型以及模型存在的两个主要问题:精细调节问题和宇宙恰好性问题。然后着重讨论我们在这方面所作的两个主要工作:详细地介绍了一类比较简单的Quintom模型,研究了其演化方程,模型在ω—ω′相空间的演化行为,其状态方程跨越—1的可能性,其晚期吸引子解的行为,Quintom暗能量模型的重...  (本文共190页) 本文目录 | 阅读全文>>

辽宁师范大学
辽宁师范大学

关于当前宇宙加速膨胀若干问题的物理研究

目前,通过对Ia型超新星观测以及对源于Wilkinson Microwave AnisotropyProbe(WMAP)精确数据的分析表明我们的宇宙目前正处于加速膨胀的阶段。这与以普通重子物质为基础的热大爆炸宇宙学模型相矛盾。按照热大爆炸宇宙学模型的观点,宇宙应该是减速膨胀的。为了能够在热大爆炸宇宙学模型的框架下解释宇宙当前的加速膨胀,就要对其进行修正。修正的方式主要有两种,一是通过在宇宙组分中引入一种新的、具有负压强的、且在大尺度结构中是均匀分布的动力学成分,即所谓的暗能量。这实际上是对Einstein引力场方程的右边进行了修正。这种修正的正确性是由Wilkinson Microwave AnisotropyProbe(WMAP)所支持。该探测显示,暗能量占宇宙物质总成分的73%。因此,有理由认为它是当前宇宙加速膨胀的诱因。二是通过对Einstein引力场方程的左边,即时空几何部分,进行修正。这类修正通常被称为引力修正理论,f...  (本文共55页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

暗能量宇宙学若干问题的研究

以上世纪末发现的宇宙加速膨胀为契机,宇宙学常数与暗能量问题已经成为物理学与天文研究中的重要问题之一。本文从宇宙的动力学和加速膨胀谈起,介绍了宇宙学常数及其存在的问题,并概述了暗能量研究中的几个动力学暗能量模型。全息暗能量模型是在量子引力的框架内对暗能量本质进行探索的一种尝试。本文推广了初始的全息暗能量模型,分别研究了在非平直宇宙中及循环宇宙中全息暗能量的演化。另外,由于考虑物质及暗能量间的相互作用可以缓解宇宙巧合问题,我们构建了一个相互作用的全息暗能量模型并研究了相互作用对宇宙演化的影响。全息暗能量源于量子引力的全息原理,而最近提出的agegraphic暗能量模型则是考虑了量子力学的不确定关系和广义相对论的引力效应。可以说,这两个模型都拥有暗能量基本理论的某些特征。另一方面,随着宁宙学观测项目的相继实施、观测数据的大量积累和观测手段及技术的突飞猛进,今天的宇宙学研究已经跨入了”精确宇宙学时代”。那么人们为了探索暗能量本质所提出的...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>