若干不同宇宙演化模型的研究

发布时间：2023-05-19 04:31

　　本文综述了宇宙学的提出过程及其背景知识，概述了目前的主要的宇宙学模型——标准宇宙学模型的主要观点和观测证据，并总结了标准宇宙学模型中存在问题及为解决这些问题而提出的暴涨宇宙学理论。讨论了宇宙的起源问题及其相对应的量子宇宙学。 给出了极端相对论密度分布和非相对论密度分布以任意比例混合的一个新的一般密度分布，利用这个新的分布给出了宇宙的演化和各种参数（如密度参数，宇宙学常数，任意比例相关参数等）之间的关系，并在曲线上具体表示出来。 求解了当时一般情况下标准宇宙模型方程，通过一般地求解不同密度物质情况下的暴涨宇宙演化方程，得到了的一般物质密度的表达式，解出了表征宇宙标度因子不同演化的一般新解，并通过对不同情况下标准宇宙方程的求解，证明参数的正负取值直接影响宇宙尺度因子的表达形式。首次发现当宇宙学常数对物质密度的贡献大于零时有指数复合函数的型得一般暴涨，当宇宙学常数对密度的贡献小于零时宇宙有余弦形式的演化。通过对宇宙中压强和温度的计算，得到新的压强表达式和暴涨宇宙模型中温度随时间演化的表达式。 依据一般情况下量子宇宙拉氏量的表示，给出了在约束条件下Wheeler-De Witt方程的一般形式，...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第1章 绪论
    1.1 宇宙学的提出
    1.2 标准宇宙学的主要观点和观测证据
    1.3 大爆炸宇宙学存在的问题
        1.3.1 视界问题
        1.3.2 暗物质问题
        1.3.3 宇宙的奇异性问题
        1.3.4 磁单极子问题
        1.3.5 平直性问题
    1.4 宇宙暴涨——一个解决问题的方案
    1.5 量子宇宙学的提出和宇宙起源
第2章 Friedmann宇宙动力学方程的求解
    2.1 随动坐标系
    2.2三 维常曲率空间和Robertson-Walker度规
    2.3 动力学方程——Friedmann方程
    2.4 Friedmann方程的解
        2.4.1 闭合宇宙的解
        2.4.2 平宇宙的解
        2.4.3 开宇宙的解
    2.5 总结
第3章 宇宙常数时宇宙的演化
    3.1 宇宙常数时宇宙年龄的计算
    3.2 不同阶段的宇宙演化
        3.2.1 宇宙介质以非相对论性物质为主阶段
        3.2.2 宇宙介质以相对论性物质为主阶段
        3.2.3 宇宙介质中相对论性物质和非相对论性物质按比例混合阶段
    3.3 方程的化简
    3.4 不同参数下宇宙的演化图线
    3.5 曲线结果分析
    3.6 总结
第4章 不同密度物质分布对爆涨宇宙演化影响的研究
    4.1 引言
    4.2 不同密度物质分布对爆涨宇宙演化影响的研究
    4.3 不同解的讨论
    4.4 宇宙爆涨演化的哈勃常数、减速参数、压强和温度的计算
    4.5 总结
第5章 量子引力理论描述的宇宙
    5.1 量子引力的路径积分表示
    5.2 Wheeler-DeWitt方程
    5.3 约束系统下Friedmann宇宙的Wheeler-DeWitt方程
        5.3.1 当为具有确定的指数形式
        5.3.2 具有Higgs势的形式
        5.3.3 具有不确定指数势的形式
    5.4 基于Brans-Dicke理论的Wheeler-DeWitt方程
        5.4.1 标量场作为经典作用量时的Wheeler-DeWitt方程
        5.4.2 包含共形不变标量场的推广的Wheeler-DeWitt方程的解
    5.5 总结
第6章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3819660