修正的chaplygin气体和广义hobbit模型的动力学演化及其对宇宙结构形成的影响

《修正的chaplygin气体和广义hobbit模型的动力学演化及其对宇宙结构形成的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、修正的Chaplygin气体和广义Hobbit模型的动力学演化及其对宇宙结构形成的影响宇宙结构的起源问题等。为此，Guth于1981年提出了暴胀模型，他认为在宇宙的早期，强作用破缺，发生真空相变，随后释放出巨大的真空潜能，使得宇宙有一个指数膨胀的阶段。暴胀模型不仅使上述的这些遗留问题得到了自然的解决，更重要的是它预言了今天的宇宙密度Qo很接近于1，因此非重子物质是介质中最主要的组分。此外，它也为原初扰动的起源提供了线索。尽管暴胀宇宙模型对宇宙学的发展产生了深刻而积极的影响，但遗憾的是至今没有理论上的证据说明暴胀确实发生过。

2、暴胀宇宙学并没有代替标准宇宙学，而是对标准宇宙学的早期初始条件做了一个具体的描述。近几年来，宇宙暗部分的研究已经成为了当今宇宙学最重要的研究课题之一。70年代，通过对漩涡星系的白矮星M33旋转曲线的分析，人们认识到了宇宙中绝大部分物质是不发光的，即通常所说的暗物质。暗物质决定了宇宙大尺度结构、星系以及星系团的形成、演化和命运。目前流行的看法是宇宙中的绝大部分暗物质是非相对论性的，即冷暗物质(colddarkmatter)，它能够解释很多现象，如星系内物质分布，星系旋转曲线，以及星系关联函数等。通常认为在冷暗物质为主的宇宙中

3、，小尺度扰动优先增长，通过自引力作用逐级成团形成星系、星系团和超团等。直到1998年，两个天文观测小组通过对Ia型超新星的精确观测发现了宇宙的膨胀是加速的。后来通过对宇宙微波背景辐射(CMB)的观测，宇宙大尺度结构(LSS)的观测，以及宇宙重子振荡，弱引力透镜，伽玛暴等观测都证实了这一点。目前对宇宙加速膨胀的解释一般可分为两个方面。一个方面，就是从爱因斯坦场方程的右边出发，认为宇宙中可能还存在一种新的物质成分，它可以提供宇宙加速膨胀的源动力，通常把这种导致宇宙加速膨胀的物质组分称之为暗能量(darkenergy)。暗能量的

4、特点是具有非常大的负压强，在大尺度上不结团，在宇宙空间中的分布是近似均匀的，并且，在近期特别是结构形成之后才开始逐渐起主导作用，而在早期所占的比例很小。随着探测技术，特别是空间探测技术的发展，人们对宇宙学的研究也取得了突飞猛进的发展，尤其是2003年和2006年两次公布的威尔金森各向异性探测器(WMAP)【9，101和斯隆数字巡天(SDSS)[11,121等观测结果的出现，精确地给出了大多数字宙学参数的测量结果，结合最新的ESSENCE和SNLS关于超新星的联合观测数据集【13】，表明现在宇宙中的主要组分是暗能量(或真空能

5、)约占73％、其次是暗物质约占23％、以及少量的重子物质约占4％左右。关于暗能量的候选者，人们最先考虑的就是爱因斯坦的宇宙学常数人，它的能量2修正的Chaplygin气体和广义Hobbit模型的动力学演化及其对宇宙结构形成的影响密度是一个常数，态参数为一1。对于这个模型而言，它是最简单的一个暗能量模型，并与当前的观测符合得很好。但是，宇宙学常数作为暗能量却存在着很困难的理论问题：精细调节和巧合性问题。为了缓和这些问题，人们引入了动力学暗能量模型，即暗能量的态参数是随宇宙时间演化的量，而不是一个常数。其中最常用的是标量场模型

6、，例如Quintessence、Phantom、Quintom、K—essence、Tazhyon场等【14—23】。另外，动力学统一模型也常常被用来描述宇宙的演化，如Chaplygin气体模型㈣、Hobbit模型2s]等。这类模型通常在宇宙早期表现得像非相对论物质，而在宇宙晚期表现得像宇宙学常数，从某种程度上也可以对巧合性问题加以缓解。最近，又提出了一种全新的暗能量模型，即全息暗能量模型26_27】。该模型的建立是以全息原理为基础的，其暗能量的态参数是动力学演化的，也可以较好地描述宇宙的演化。解释宇宙加速膨胀的另一途径，

7、就是修改爱因斯坦场方程的几何部分。对应于作用量中，即修改曲率项R为其某个函数f(R)，这在某种意义上说就是修改了爱因斯坦的引力理论，能起到有效暗能量的作用，从而引起宇宙的加速膨胀。它包括修正的引力理论【28一驯、BraneWorld模型、Brans-Dicke理论等。各种修改的引力理论在很多方面与目前的实际观测符合得很好，但理论自身仍然还存在着一些问题，如参数的精调问题等。此外，修改的引力理论在太阳系范围内的检测中受到了非常严格的约束，要使其与已经了解的太阳系范围内的所有检测相符合是很不容易的。迄今为止，人们已经构建了各种

8、各样的模型试图来解释当前宇宙的加速膨胀，然而还没有一种宇宙学模型能被大多数研究者所接受。那么，宇宙中是否存在暗能量?如果存在，暗能量的本质是什么?虽然我们更早一些认识到了暗物质的存在，暗物质又具有什么样的物理性质呢?这些问题已经成为了人们广为关注的宇宙学中的前沿热点问题，有待于更为深入的理论探讨和进一步