de sitter时空中的相对论气味

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1、万方数据分类号0412学校代码10542密级学号201202110923deSitter日'-i空中的相对论气体RelativisticgasindeSitterspacetime研究生姓名张冲指导教师姓名、职称荆继良教授学科专业天体物理研究方向引力理论湖南师范大学学位评定委员会办公室二O一五年三月万方数据deSitter时空中的相对论气体§O．1中文摘要U⋯⋯一’相对论气体研究是多年来人们关注的课题，在等离子物理，天体物理和宇宙学方面有重要地位。玻尔兹曼方程的Marle模型建立之后，科学工作者做出了很多更为深入的研究。本文中我们首先建

2、立起相对论情况下的玻尔兹曼方程，进一步用deSitter时空研究相对论气体的玻尔兹曼方程。在非平衡态下的情况，我们用Chapman—Enskog方法，将非平衡方程看成是Maxwell—Jfittner分布函数和一个小量乘以Maxwell—Jiittner分布函数两项之和。从而我们得到非平衡态下四维粒子流、单个粒子能量、粒子数密度、能动张量等表达式，利用这些表达式我们得到热传导系数和黏性系数。Sitter时空背景是唯一的与Minkowski时空具有相同的对称性的弯曲时空。除此外，我们的宇宙可能会在无穷远和遥远的未来将趋于deSitter时

3、空结构。正是由于这些原因，在研究中我们采用了deSitter时空度规。利用Marle模型，我们研究了在deSitter时空背景中的相对论气体。我们发现引力场能够影响动量平衡方程，并且在非相对论情况下方程可以退化到牛顿第二定律的一般表述。我们同时注意到热传导系数和黏性系数依赖于引力场，并且他们随着引力的变强而增加。我们给出了傅立叶法则的两个相对论项，一个是能量惯性，另外一个是与宇宙常数相关的项。关键词：相对论气体，deSitter时空，Marle模型，傅立叶法则，玻尔兹曼方程。万方数据-II·硕士学位论文§0．2英文摘要ABSTRACTR

4、elativisticgasisanoldtopic，itisusedinplasmaphysics，astrophysicsandcosmology．AfterthemodelofMarleforthecollisionoperatoroftheBoltzmannequationWasbuilt，moreandmorepaperswerepublishedbyscientists．TherelativisticBoltzmannequationWasdiscussed，First，theBoltzmannequationWasbuil

5、tintheconditionofrelativistic，thenwestudytherelativisticgasoftheBoltzmannequationindeSitterspacetime．ItisusetheChapman—EnskogmethodthatthenonequilibriumcountastheMaxwell—JiittnerdistributionfunctionandthedeviationoftheMaxwell-Jiittnerdistributionfunction．wecangettheparti

6、clefour-flow，theenergy—momentumtensor，particlenumberdensityandenergyperparticle．Thenwegetthecoefficientsofthermalconductivityandviscosities．ThereasonforourspecialattentiontodeSitterspacetimestemsfromthefactthatdeSitterspacetimeistheuniquemaximallysymmetriccurvedspacetime

7、．ItenjoysthesamedegreeofsymmetryasMinkowskispacetime(tenKillingvectors)．Besides，thecurrentobservations，togetherwiththetheoryofinflation，suggestthatouruniversemayhaveapproacheddeSittergeometriesinthefarpastandmayapproachdeSittergeometriesinthefarfuture．Westudytherelativis

8、ticgasindeSitterspacetimebyusingthemodelofMarle．Wefindthatthemomentumbalanceequationisaffectedbythegrav