宇宙学常数、广义快子场、时空不等式和宇宙加速膨胀

论文摘要

在ACDM模型的年龄问题的研究中,为了避免Ωm和H0的值的选择依赖,我们将它们当作参数,在数据拟合中求得其最佳拟合值,从而考察ACDM模型是否满足古老星体的年龄限制。我们的研究表明,拟合182个SNIa数据、CMB和BAO观测和9个哈勃数据H（z）,宇宙现在的年龄满足球状星团的年龄（14Gyr）的限制,但是在很高置信区域里不能满足红移为z=3.91,年龄为2-3 Gyr的APM08279+5255的年龄限制。在纯动能k-essence理论研究中,我们得到一个形式简洁的理论限制。利用这个理论限制,我们发现,类phantom广义快子场不会导致未来大撕裂奇点,却会在过去导致奇点,除非它像宙常数那样演化。我们也利用纯动能k-essence的理论限制详细研究了类Chaplygin广义快子场模型,并利用182个SNIa数据和两个CMB观测参数R和la对模型参数进行限制,得到其最佳拟合值,进而研究了场的演化和能量密度的线性微扰。我们的结果表明:类Chaplygin广义快子场作为暗能量时,宇宙膨胀从减速过渡到加速时的红移为zq=0～0.47-0.51;而对于类Chaplygin广义快子场作为暗能量和暗物质统一模型,zq=0～0.49-0.68。我们首次运用9个H（z）数据无参数拟合和模型比较统计学,发现类Chaplygin广义快子场暗能量模型比ACDM模型与数据拟合要好,而后者比类Chaplygin广义快子场暗能量和暗物质统一模型与数据拟合要好。在广义测不准原理的基础上,我们推广了Salecker-Wigner不等式,并由此得到修正的黑洞寿命及黑洞信息的比特总量和以普朗克尺度为单位的黑洞事件视界的联系。同时,我们也考察了由Salecker-Wigner不等式可能得到的时空不等式,及可能建立的暗能量模型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 第2章 FRW宇宙论、暗能量观测证据和宇宙演化简史
• 2.1 FRW宇宙论
• 2.1.1 FRW度规
• 2.1.2 演化方程
• 2.1.3 光度距离
• 2.2 暗能量观测证据
• 2.2.1 超新星观测证据
• 2.2.2 CMB观测证据
• 2.2.3 重子声学震荡（BAO）
• 2.2.4 Hubble参数数据
• 第3章 宇宙学常数模型及其年龄问题
• 3.1 宇宙学常数的引入
• 3.2 宇宙学常数问题
• 3.3 ACDM模型的年龄问题
• 3.3.1 CDM模型的年龄问题
• 3.3.2 ACDM模型的年龄问题
• 3.4 小结
• 第4章 标量场暗能量模型
• 4.1 Tachyon模型
• 4.2 Phantom模型
• 4.3 Chaplygin气体模型
• 4.4 K-essence模型
• 4.4.1 纯动能k-essence的理论限制
• 4.4.2 三类广义快子解
• 4.4.3 类phantom广义快子场的理论考察
• 4.5 小结
• 第5章 类Chaplygin广义快子场模型及其天文观测限制
• 5.1 类Chaplygin广义快子场状态方程
• 5.2 类Chaplygin广义快子场模型的光度距离
• 5.3 SINa观测数据和CMB观测参数
• 5.4 模型选择
• 5.5 类Chaplygin广义快子场模型的参数观测限制
• 5.5.1 类Chaplygin广义快子场作为暗能量
• 5.5.2 类Chaplygin广义快子场暗能量和暗物质统一模型
• 5.6 类Chaplygin广义快子场的演化
• 5.7 类Chaplygin广义快子场密度线性微扰的演化
• 5.7.1 类Chaplygin广义快子场暗能量模型
• 5.7.2 类Chaplygin广义快子场暗物质和暗能量统一模型
• 5.8 小结
• 第6章 时空不等式、黑洞寿命和宇宙加速膨胀
• 6.1 广义Salecker-Wigner不等式和修正的黑洞寿命
• 6.1.1 Salecker-Wigner不等式和黑洞寿命
• 6.1.2 广义Salecker-Wigner不等式
• 6.1.3 修正的黑洞寿命
• 6.2 时空不等式和宇宙加速膨胀
• 6.2.1 钟的不等式与时空不等式的联系
• 6.2.2 量子场论中的时空不等式和UV-IR关系
• 6.2.3 根据量子场论定义暗能量
• 6.3 小结
• 第7章 总结与讨论
• 插图索引
• 表格索引
• 公式索引
• 附录A 一些基本宇宙学参数的观测值
• A.1 自然单化及一些常数
• A.2 哈勃常数
• A.3 宇宙中的物质
• A.4 暗能量状态方程
• A.5 宇宙年龄
• A.6 宇宙的基本演化阶段
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果