分享到:

含温度背景下宇宙弦的引力场

0引言1976年T.W.B.kihhle从粒子物理的对称破缺相变理论中得到启发,首次提出了宇宙弦这一概念.1980年Y.B.Zel’dovich和A.Vilenkin各自意识到宇宙弦的存在也许能揭示星系形成的奥秘,于是引起各国科学家的重视.1988年,D.H。和P.Sikivie用线性近似方法,求解了以整体宇宙弦为源的Einstein引力场方程”】.但他是在零温粒子理论框架下讨论宇宙弦的引力场.在宇宙演化极早期,宇宙处于十分高的能量密度状态之下(即温度T特别高),故有必要再引人温度效应.本文运用改写的有限温度下的拉氏密度,求解整体宇宙弦核外的引力场方程,对零温理论中的结果作出修正,进而讨论弦核外引力场的性质.1引力场方程的求解线性结构的宇宙开弦可简化为一无限长、横向线度很小的直线引力源,因此相应的度规必具有柱对称性(对称轴取为。轴),考虑到在(t,。)平面内的hrentZ不变性,一般可用柱坐标表示为ds‘=A(r)(dt‘+d。...  (本文共4页) 阅读全文>>

《湖北大学学报(自然科学版)》2001年04期
湖北大学学报(自然科学版)

规范宇宙弦的引力效应

1 引 言T .W .B .Kibble(1 976 )从大统一规范场论的对称破缺相变理论中得到启示 ,首次提出了宇宙弦这一概念 .早期演化的宇宙在相变期间可以产生各种类型的宇宙拓扑缺陷 .Kibble认为 ,宇宙在真空从对称到不对称的相变过程中 ,会像通常相变一样存在着一些缺陷 ,在缺陷内部依然保持着原来对称真空的一些属性 ,这些相变后仍存留下来的遗物 ,也就是假真空 ,会有一系列奇异的性质 ,按拓扑学术语来讲 ,这些相变中形成的缺陷具有不变的拓扑荷 .缺陷的类型取决于真空流形M的拓扑 .例如 ,使n组元标量场(i) 具有“Mexican -hat”型势 :V=- λ4( ni =1(i) (i) - η2 ) 2 ,真空流形的同伦结构取决于标量场的组元数目n ,当n =2时 ,对称性自发破缺的结果为无限长的线状结构的弦 ,Kibble称之为“宇宙弦”[1,2 ] .Y .B .Zel′dovich(1 980 )和A ...  (本文共4页) 阅读全文>>

《高能物理与核物理》1960年20期
高能物理与核物理

宇宙弦的弦张力

宇宙弦的弦张力杨孔庆(兰州大学物理系兰州730000)摘要由宇宙弦的理想气体热力学模型出发,用鞍点近似方法,导出了宇宙弦的弦张力表达式.关键词宇宙弦,热力学,张力.弦理论涉及高能物理和宇宙学等诸多领域.在过去的十几年中,人们用弦理论研究了非阿贝尔规范理论和自然界中相互作用的大统一理论,取得了很大的进展.弦作为一维的延展体,它的拓扑性质是与点粒子完全不同的,它可以克服点粒子模型所带来数学上描述的困难,另一方面,由于弦是一维的延展体,它出现了一个新的物理特征即弦的张力,弦的张力表征了“基本粒子”某些内部结构的信息.对弦张力的研究表明,它与QCD中夸克禁闭是相关的l’],同时它与弦的热力学相变理论是紧密联系在一起的12、。l许多作者用弦的热力学来研究宇宙弦的统计性质,并进而研究宇宙的早期行为及黑洞理论I’一’].最简单的宇宙弦热力学模型是弦的理想气体,它假定弦的相互作用是十分微弱的,整个时空作为统计的背景.人们把宇宙弦理想气体置于一个...  (本文共4页) 阅读全文>>

《物理》1990年06期
物理

宇宙弦:热大爆炸的拓扑遗迹

从凝聚态物理知道,相变时可以形成一些异常的拓扑结构,如超流氦中的量子涡旋和超导体中的磁场涡线.近年来,宇宙学家开始探讨是否在宇宙早期也发生过类似的现象.在温度为1029K时产生的超高温相变的遗迹──宇宙弦有可能是星系形成的种子,它也可能产生一些在今天仍可观测到的其他效应. 宇宙弦如果存在,它将是和现今存在的任何物态不同的一种超密态物质残留下来的稳定的遗迹.这种超密物态可以存在于极早期宇宙中.宇宙弦能够在该种物态衰变之后很久仍然保留下来的理由是它们是“拓扑上”守恒的.拓扑守恒是很有用的概念,值得我们更详细地加以解释. 一、拓扑守恒 近代场论以一组量子场或算子表示物质.在半经典近似下,这些算子可以被看成数,它们表示在每一时空点各种物质场的几率幅.这些几率幅按波动力学方程变化. 场论中的一个关键量是场动力学方耪中的“‘势”.质量。的自由玻色子的拉氏量密度为势U忡)是。勺‘小‘项.*)式对小求变分可得动力学方程.时间导数(以一点表示)项...  (本文共5页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》1990年06期
《世界研究与开发报导》1987年09期
世界研究与开发报导

超导宇宙弦

由千近几年人们常常谈论超导超级对撞机、超级i一卜算机」褪对称性、超弦及宇宙阵等等奋厂因此再听到一类新型的称为“超导宇宙弦”的假想天体时就不会感到很惊奇了。高能物理学家们认为宇宙中到处散布着种种想象的天体,乡超导宇宙弦”,这一超导物理与天文学的杂交产物就是这个日益习三大的天体队伍的最新成员。它那令人敬一没的名字使人想起它在最近.的几篇论文(包括本期772页_LA.vilenKln一与G.B.凡eld的论文)所提出的各种天体物理气杯衡币可能产生的全新的剧烈影响。万‘翘导宇宙弦与其它所有宇宙弦一样,是一些巨大的、在天文尺度」:延伸的结构。它们不同干现今在解释物质结构的超对称量子理论中被认为是基本成分的微观超弦(这方面的例子可参看最近一期“News ond views”栏上的一篇文章)。但我们应当记得,宇宙弦是微如几俞“假真空”细管;字宙弦本身内部的物理学与通常的物理‘、拎是极为不同的·弦的核心是一片真空,被}狠制了1.1汽’于宙’士J...  (本文共3页) 阅读全文>>

《中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学)》1988年11期
中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学)

宇宙弦的次级效应

一、引言 宇宙弦是宇宙早期相变中所产生的一维稳定拓扑结构LI].宇宙学中最令人感兴趣的是大统一标度(G拌~。2/m么1.二。k~10一“,m是大统一相变能量标度)的弦环,人们试图用这种弦作为种子来解释宇宙大尺度结构的形成[2, 3].但是前面的工作主要集中在宇宙弦的初级效应上,即仅考虑由宇宙弦的引力场直接产生的宇宙学效应及大尺度结构.例如,一部分工作[2]考虑了由宇宙弦所引起的密度涨落形成的整体原初谱,但忽视了单个弦的局部吸积效应.但是,在时刻,,对于半径小于了而。,的弦环,单个弦的局部效应将起主导作用,整体密度涨落的考虑不再有效.另一部分工作【3]虽然考虑了单个弦的吸积,但没有考虑吸积的结果对星际介质及大尺度结构形成的次级效应,而是仅将宇宙大尺度结构视为吸积的直接结果.对尺度大于了万。,的结构,这种形成机制的效率不高.并且上述两种考虑均很难解释宇宙介质的高度电离[4J及星系分布的大尺度胞腔结构‘习. 本文将考虑作为宇宙弦次级效...  (本文共8页) 阅读全文>>