半全息宇宙的研究.pdf

1、自從上個(gè)世紀(jì)九十年代發(fā)現(xiàn)宇宙加速膨脹以來(lái)，暗能量成為解釋這種現(xiàn)象的最重要的理論。暗能量是能量的一種未知形式，它散布整個(gè)空間，并且能加速宇宙膨脹?？茖W(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，還一定存在另一種暗成分，即暗物質(zhì)。暗物質(zhì)是一種假設(shè)的物質(zhì)，雖然無(wú)法直接看到，但它卻是宇宙的主要物質(zhì)。與普通物質(zhì)相比，暗物質(zhì)和暗能量在宇宙中占據(jù)了主要的地位。當(dāng)今宇宙學(xué)里有一些問題仍未解決，其中一個(gè)是巧合性問題。為什么今天宇宙中的暗能量密度和暗物質(zhì)密度幾乎相等？本文的目的是探

2、討解決上述問題。
　　本文首先介紹了Ted Jacobson對(duì)于時(shí)空熱力學(xué)以及Stephen D. H. Hsu和David Reeb對(duì)于宇宙熵的研究。Ted Jacobson的研究開辟了一條途徑來(lái)尋找除了黑洞以外其他情形下合適的全息表面。通過這個(gè)方法，我們發(fā)現(xiàn)表觀視界就是宇宙正確的全息表面。而Stephen D. H. Hsu和David Reeb的研究則表明，根據(jù)全息原理所得到的宇宙的熵遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)在宇宙中已知物質(zhì)的熵。所以假設(shè)

3、宇宙中暗成分遵守全息原理，我們將會(huì)得到一些有趣的結(jié)論。
　　然后，我們利用全息原理提出了一個(gè)新的宇宙模型，即半全息宇宙。假設(shè)宇宙中的暗能量遵守全息原理，則它的熵是表觀視界的四分之一。由于存在可靠的證據(jù)表明，在暴漲后宇宙在共動(dòng)體積內(nèi)是絕熱演化的,所以再根據(jù)熱力學(xué)第一定律，我們會(huì)得出一定存在另外一種暗成分作為暗能量的補(bǔ)充。通過動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)分析會(huì)發(fā)現(xiàn)，宇宙晚期中的暗物質(zhì)和暗能量的比例是穩(wěn)定的。取恰當(dāng)?shù)膮?shù)，得到的減速因子可以很好地與現(xiàn)代觀