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暗能量论文:粘滞效应对宇宙演化影响的研究


暗能量论文: 暗能量论文:粘滞效应对宇宙演化影响的研究

【中文摘要】 粘滞效应在天体物理和核物理的研究中起着非常重 要的作用。近年来的 Ia 型超新星、宇宙做波背景辐射各向异性的探 测和宇宙大尺度结构等天文观测表明: 当前的宇宙正处于加速膨胀阶 段。如何解释宇宙加速膨胀已成为现今宇宙学的前沿问题。几们已经 提出多种理论来解释这一事实,其中最好的还是暗能量理论。这一理 论认为宇宙中均匀地分布着一种压强为负的奇异物质, 它产生的排斥 作用可以抵消引力效应,从而驱动宇宙加速膨胀。现有多种暗能量模 型用来解释宇宙的加速膨胀,它们都有其优势和不足。本文首先介绍 了现代宇宙学的背景知识,包括基本理论、标准宇宙学模型以及甚早 期宇宙的暴胀模型。然后介绍了几种常见的暗能量模型,包括动力学 标量场模型、Chaplygin 气体及其一系列的推广模型、全息暗能量模 型以及 Agegraphic 暗能量模型等。此后,本文深入研究了粘滞效应 对宇宙演化的影响。我们详细介绍了粘滞效应,它可以作为解释宇宙 学疑难的候选者,因此,可以将其应用到现代宇宙学领域。我们主要 将其应用在相互作用的全息暗能量模型以及相互作用的新 Agegraphic 暗能量模型中。从粘滞效应影响下的密度参数和态方程, 可以看出本文的讨论不夫一般性。在 Agegraphic 暗能量模型中,通 过进一步讨论,还可以得出粘滞效应可以推迟 Phantom 界限的穿越。 另外,我们讨论了在粘滞效应影响的相互作用的新 Agegraphic 暗能 量作为 VGCG 模型暗能量的情况,通过对密度参数、演化方程的讨论,

以及对标量场的重建, 我们也可以清楚地看到粘滞效应将如何对标量 场演化产生影响。 【英文摘要】The viscosity plays an important role in astrophysics and nuclear physics.Recent years, the astronomical observations data (such as Type Ia super-novae,the probing of the cosmic microwave background anisotropy and constraints fromlarge scale structure) has proved that our universe is going through a phase ofaccelerated expansion at the present time. How to explain the acceleration ofthe universe has been a frontiers of today’s cosmology. People have proposedmany kinds of theories to explain the acceleration and among these theories thebest one is dark energy. It argues that our universe is homogenously full of somefantastic “matter” whose pressure is negative, and can provide the exclusionwhich counteract the gravitation, therefore it drives the acceleration. So far, lotsof dark energy scenarios have been proposed, and each of them has some advantageand shortage.In this paper, we first introduce the background knowledge of modern cosmology,including fundamental theory, standard cosmological model and inflationin the early universe. Then, we introduce several dark energy models, such as dynamicsscalar field, Chaplygin gas

model and its generalized models, holographicdark energy and agegraphic dark energy, etc.After that, we fully research the influence of viscosity for the evolution of theuniverse. We introduces the viscosity, which can be used as one of the candidatesfor cosmology difficult. Thus, it can be applied to the modern cosmological fields.We mainly apply it for the holographic dark energy and agegraphic dark energywith interaction. From the density parameter and equation of state, we can seethat our discussions without loss of generality. Further more, we discuss the interactingnew agegraphic dark energy with viscosity. The evolutions of relatedcosmological quantities such as density parameter, the equation of state and reconstructthe scalar field are discussed, from which we can also clearly see thathow the viscosity influence the evolution of the scalar fields. 【关键词】暗能量 全息 Agegraphic 可变的广义 Chaplygin 气 体 相互作用 粘滞效应 【英文关键词】dark energy agegraphic interaction holographic

variable generalized Chap-lygin gas viscosity 摘要 2 现代宇宙学基础

【目录】粘滞效应对宇宙演化影响的研究 4-5 Abstract 5 1 引言 9-11

11-20

2.1 标准宇宙学模型 11-16

2.1.1 标准宇宙学

模型的建立 11-14 14-16

2.1.2 标准宇宙学模型的疑难 2.2.1 暴胀宇宙学 16-19 2.3 小结

2.2 暴胀宇宙学模型 16-19 2.2.2 暴胀动力学

模型的建立 16 19-20 20-35 简介 20-21 场模型 21-24

3 宇宙的加速膨胀及常见的暗能量模型 3.1 宇宙学常数模型 20-21 3.1.2 宇宙学常数问题 21 3.1.1 宇宙学常数 3.2 动力学标量 3.2.2 3.3

3.2.1 Quintessence 模型 22-23 3.2.3 Quintom 模型 24

Phantom 模型 23-24

Chaplygin 气体及其推广模型 24-27 模型 25 25 25-26 26 26-27 模型 27-28 28-30

3.3.1 Chaplygin 气体(CG)

3.3.2 广义的 Chaplygin 气体(GCG)模型 3.3.3 修正的 Chaplygin 气体(MCG)模型 3.3.4 可变的广义 Chaplygin 气体(VCCC)模型 3.3.5 可变的修正 Chaplygin 气体(VMCC)模型 3.4 全息暗能量模型 27-30 3.4.1 全息暗能量

3.4.2 相互作用的全息暗能量模型 3.5 Agegraphic 暗能量模型 30-34 3.5.1

Agegraphic 暗能量模型 30-31 型 31-32 32-34 研究 35-39

3.5.2 新 Agegraphic 暗能量模

3.5.3 相互作用的新 Agegraphic 暗能量模型 3.6 小结 34-35 4 粘滞效应对宇宙演化影响的 4.2 粘

4.1 耗散效应与体粘滞效应 35-36 4.3 粘滞效应对

滞效应对全息暗能量模型的影响 36

Agegraphic 暗能量模型的影响 36-38

4.4 小结 38-39

5

粘滞效应影响下的新 Agegraphic Chaplygin 气体的研究 39-44 5.1 新 Agegraphic Chaplygin 气体 39-40 5.2 5.3

粘滞效应影响下的新 Agegraphic Chaplygin 气体 40-43 小结 43-44 45-49 50 6 结论与展望 44-45 参考文献 致谢

本人在研究生期间的主要工作 49-50


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