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《修正的chaplygin氣體和廣義hobbit模型的動(dòng)力學(xué)演化及其對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)形成的影響》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、修正的Chaplygin氣體和廣義Hobbit模型的動(dòng)力學(xué)演化及其對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)形成的影響宇宙結(jié)構(gòu)的起源問(wèn)題等。為此，Guth于1981年提出了暴脹模型，他認(rèn)為在宇宙的早期，強(qiáng)作用破缺，發(fā)生真空相變，隨后釋放出巨大的真空潛能，使得宇宙有一個(gè)指數(shù)膨脹的階段。暴脹模型不僅使上述的這些遺留問(wèn)題得到了自然的解決，更重要的是它預(yù)言了今天的宇宙密度Qo很接近于1，因此非重子物質(zhì)是介質(zhì)中最主要的組分。此外，它也為原初擾動(dòng)的起源提供了線索。盡管暴脹宇宙模型對(duì)宇宙學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深刻而積極的影響，但遺憾的是至今沒(méi)有理論上的證據(jù)說(shuō)明暴脹確實(shí)發(fā)生過(guò)。
2、暴脹宇宙學(xué)并沒(méi)有代替標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)，而是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)的早期初始條件做了一個(gè)具體的描述。近幾年來(lái)，宇宙暗部分的研究已經(jīng)成為了當(dāng)今宇宙學(xué)最重要的研究課題之一。70年代，通過(guò)對(duì)漩渦星系的白矮星M33旋轉(zhuǎn)曲線的分析，人們認(rèn)識(shí)到了宇宙中絕大部分物質(zhì)是不發(fā)光的，即通常所說(shuō)的暗物質(zhì)。暗物質(zhì)決定了宇宙大尺度結(jié)構(gòu)、星系以及星系團(tuán)的形成、演化和命運(yùn)。目前流行的看法是宇宙中的絕大部分暗物質(zhì)是非相對(duì)論性的，即冷暗物質(zhì)(colddarkmatter)，它能夠解釋很多現(xiàn)象，如星系內(nèi)物質(zhì)分布，星系旋轉(zhuǎn)曲線，以及星系關(guān)聯(lián)函數(shù)等。通常認(rèn)為在冷暗物質(zhì)為主的宇宙中
3、，小尺度擾動(dòng)優(yōu)先增長(zhǎng)，通過(guò)自引力作用逐級(jí)成團(tuán)形成星系、星系團(tuán)和超團(tuán)等。直到1998年，兩個(gè)天文觀測(cè)小組通過(guò)對(duì)Ia型超新星的精確觀測(cè)發(fā)現(xiàn)了宇宙的膨脹是加速的。后來(lái)通過(guò)對(duì)宇宙微波背景輻射(CMB)的觀測(cè)，宇宙大尺度結(jié)構(gòu)(LSS)的觀測(cè)，以及宇宙重子振蕩，弱引力透鏡，伽瑪暴等觀測(cè)都證實(shí)了這一點(diǎn)。目前對(duì)宇宙加速膨脹的解釋一般可分為兩個(gè)方面。一個(gè)方面，就是從愛(ài)因斯坦場(chǎng)方程的右邊出發(fā)，認(rèn)為宇宙中可能還存在一種新的物質(zhì)成分，它可以提供宇宙加速膨脹的源動(dòng)力，通常把這種導(dǎo)致宇宙加速膨脹的物質(zhì)組分稱之為暗能量(darkenergy)。暗能量的
4、特點(diǎn)是具有非常大的負(fù)壓強(qiáng)，在大尺度上不結(jié)團(tuán)，在宇宙空間中的分布是近似均勻的，并且，在近期特別是結(jié)構(gòu)形成之后才開(kāi)始逐漸起主導(dǎo)作用，而在早期所占的比例很小。隨著探測(cè)技術(shù)，特別是空間探測(cè)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)宇宙學(xué)的研究也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，尤其是2003年和2006年兩次公布的威爾金森各向異性探測(cè)器(WMAP)【9，101和斯隆數(shù)字巡天(SDSS)[11,121等觀測(cè)結(jié)果的出現(xiàn)，精確地給出了大多數(shù)字宙學(xué)參數(shù)的測(cè)量結(jié)果，結(jié)合最新的ESSENCE和SNLS關(guān)于超新星的聯(lián)合觀測(cè)數(shù)據(jù)集【13】，表明現(xiàn)在宇宙中的主要組分是暗能量(或真空能
5、)約占73％、其次是暗物質(zhì)約占23％、以及少量的重子物質(zhì)約占4％左右。關(guān)于暗能量的候選者，人們最先考慮的就是愛(ài)因斯坦的宇宙學(xué)常數(shù)人，它的能量2修正的Chaplygin氣體和廣義Hobbit模型的動(dòng)力學(xué)演化及其對(duì)宇宙結(jié)構(gòu)形成的影響密度是一個(gè)常數(shù)，態(tài)參數(shù)為一1。對(duì)于這個(gè)模型而言，它是最簡(jiǎn)單的一個(gè)暗能量模型，并與當(dāng)前的觀測(cè)符合得很好。但是，宇宙學(xué)常數(shù)作為暗能量卻存在著很困難的理論問(wèn)題：精細(xì)調(diào)節(jié)和巧合性問(wèn)題。為了緩和這些問(wèn)題，人們引入了動(dòng)力學(xué)暗能量模型，即暗能量的態(tài)參數(shù)是隨宇宙時(shí)間演化的量，而不是一個(gè)常數(shù)。其中最常用的是標(biāo)量場(chǎng)模型
6、，例如Quintessence、Phantom、Quintom、K—essence、Tazhyon場(chǎng)等【14—23】。另外，動(dòng)力學(xué)統(tǒng)一模型也常常被用來(lái)描述宇宙的演化，如Chaplygin氣體模型㈣、Hobbit模型2s]等。這類模型通常在宇宙早期表現(xiàn)得像非相對(duì)論物質(zhì)，而在宇宙晚期表現(xiàn)得像宇宙學(xué)常數(shù)，從某種程度上也可以對(duì)巧合性問(wèn)題加以緩解。最近，又提出了一種全新的暗能量模型，即全息暗能量模型26_27】。該模型的建立是以全息原理為基礎(chǔ)的，其暗能量的態(tài)參數(shù)是動(dòng)力學(xué)演化的，也可以較好地描述宇宙的演化。解釋宇宙加速膨脹的另一途徑，
7、就是修改愛(ài)因斯坦場(chǎng)方程的幾何部分。對(duì)應(yīng)于作用量中，即修改曲率項(xiàng)R為其某個(gè)函數(shù)f(R)，這在某種意義上說(shuō)就是修改了愛(ài)因斯坦的引力理論，能起到有效暗能量的作用，從而引起宇宙的加速膨脹。它包括修正的引力理論【28一馴、BraneWorld模型、Brans-Dicke理論等。各種修改的引力理論在很多方面與目前的實(shí)際觀測(cè)符合得很好，但理論自身仍然還存在著一些問(wèn)題，如參數(shù)的精調(diào)問(wèn)題等。此外，修改的引力理論在太陽(yáng)系范圍內(nèi)的檢測(cè)中受到了非常嚴(yán)格的約束，要使其與已經(jīng)了解的太陽(yáng)系范圍內(nèi)的所有檢測(cè)相符合是很不容易的。迄今為止，人們已經(jīng)構(gòu)建了各種
8、各樣的模型試圖來(lái)解釋當(dāng)前宇宙的加速膨脹，然而還沒(méi)有一種宇宙學(xué)模型能被大多數(shù)研究者所接受。那么，宇宙中是否存在暗能量?如果存在，暗能量的本質(zhì)是什么?雖然我們更早一些認(rèn)識(shí)到了暗物質(zhì)的存在，暗物質(zhì)又具有什么樣的物理性質(zhì)呢?這些問(wèn)題已經(jīng)成為了人們廣為關(guān)注的宇宙學(xué)中的前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題，有待于更為深入的理論探討和進(jìn)一步
