宇宙學標度解與暗能量的Statefinder診斷.pdf

1、本文在四維標準宇宙學模型以及五維反彈宇宙學模型中探討暗能量問題。 第一章介紹了標準宇宙學模型，以及天文觀測對暗能量的支持，并且詳細介紹了幾種暗能量的標量場模型。 第二章介紹了五維反彈宇宙模型。在該模型中，宇宙嵌入在五維Ricci平坦時空中的一個超曲面上，從五維看，它是空的或者真空。但是，從四維的角度看，宇宙中則充滿著從額外維誘導出來的物質，被稱為誘導物質。 第三章在五維反彈模型中，利用自治系統(tǒng)得到五維宇宙學標度解

2、。利用該標度解對五維反彈模型的分析結果表明，五維宇宙的膨脹規(guī)律與四維宇宙是相同的，這種膨脹規(guī)律與四維宇宙具體位于哪個五維超曲面上無關。 第四章利用statefinder參數對四維暗能量模型進行了診斷。人們認為宇宙學常數Λ是解釋宇宙加速膨脹的最簡單的方案，但它存在著精細調節(jié)和巧合性問題。人們提出了許多暗能量模型，用以解釋宇宙的加速膨脹，以及解決或緩解宇宙學常數的精細調節(jié)和巧合性問題。利用statefinder參數{r，s}對這些暗

3、能量模型加以區(qū)分和診斷。在四維標準宇宙學模型中，利用statefinder參數對具有追蹤勢的quintessence模型，勢能為V(φ)=V<,0>exp(-λφ<'2>)的鬼場模型，以及鬼場和暗物質的相互作用模型進行分析。對于前兩個宇宙學模型的分析結果表明：statefinder參數{r，s}在這兩個模型中的存在范圍不同，statefinder參數對的演化軌跡r(s)以及參數r和減速因子q的演化軌跡r(g)也不相同。在勢能為V(φ)=

4、V<,0>exp(-λφ<'2>)的鬼場模型中，宇宙演化后期的吸引子行為不僅可以用相圖來描述，而且也可以從r(s)和r(g)的演化軌跡中體現(xiàn)。在鬼場和暗物質的相互作用模型中，利用statefinder參數對該模型的分析可以得到，當宇宙演化進入兩個不同的標度解時期，鬼場和暗物質的相互作用在這兩種情形下對宇宙演化具有不同影響。另外，對有相互作用與沒有相互作用存在的情況進行了比較。 第五章在五維反彈模型中，重新確定了statefind