G(?)del类宇宙模型的近似解

论文摘要

本文首先回顾了现代宇宙学的研究状况，内容主要包括大爆炸宇宙模型、暴涨宇宙模型，以及最近提出的量子宇宙模型。毫无疑问，标准宇宙学模型是一个在各方面都表现得相对比较完善的模型理论。尤其是它对有关宇宙学红移、微波背景辐射以及元素丰度等观测事实所做出的令人信服的解释，不仅表明了这一学说有着无可替代的优越性，而且也表明了目前的宇宙学研究正逐步走向成熟。当然，我们也应当看到，在这个宇宙学模型中还存在一些悬而未决的问题，比如，宇宙学常数问题。可以说，宇宙学常数问题是现代物理的一个最为神秘和最为深刻的问题。它是几乎所有从事基础物理研究的人所面临的一个最为困难的挑战；并且宇宙借助膨胀从无到有只是一种可能性，还存在其它的可能性。为此，K.G(?)del于1949年提出了一种包含宇宙学常数且具有旋转对称性的G(?)del宇宙学模型，这种宇宙模型不仅能够满足广义相对论的场方程，而且还给出了一个非物理的封闭类时世界线，即一种观测者可以影响过去的世界线；这一有违因果律的奇特结果很快便引起了人们的广泛兴趣。本文工作的重点在于研究G(?)del宇宙学模型的近似演化行为。具体地说，就是考虑在弱转动的情况下，研究静止理想流体和静止无压尘埃G(?)del宇宙的演化特征，并进而求得了相应的爱因斯坦场方程解。结果表明，G(?)del宇宙的膨胀速率将主要由宇宙物质密度ρ，即宇宙因子λ决定。这一点与星系光谱线红移以及Ia型超新星的亮度等观测结果一致。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章、引言
• A.宇宙是均匀的
• B.宇宙在膨胀
• C.宇宙的膨胀是加速的
• D.宇宙中充满着微波背景辐射
• E.宇宙中的轻元素分布
• 第二章、标准宇宙学模型
• 2.1 各向均匀的宇宙模型
• 2.1.1 标准模型
• 2.1.2 Einstein static模型
• 2.1.3 Einstein-de Sitter模型
• 2.1.4 Closed Friedmann-Lemaitr模型
• 2.1.5 Open Friedmann-Lemaitr模型
• 2.1.6 Expanding spherical and recollapsing hyperbolical universes
• 2.1.7 今天的宇宙
• 2.2 热大爆炸宇宙模型
• 2.3 暴涨宇宙学模型
• 2.4 量子宇宙学的提出和宇宙起源
• 2.5 小结
• 第三章、G（¨|o）del类宇宙模型
• 3.1 G（¨|o）del类宇宙模型的不断修正
• 3.1.1 静态G（¨|o）del宇宙模型
• 3.1.2 静态G（¨|o）del类宇宙模型
• 3.1.3 G（¨|o）del类膨胀的宇宙模型
• 3.2 G（¨|o）del类宇宙学的封闭类时世界线
• 3.3 小结
• 第四章、G（¨|o）del类宇宙模型的解
• 4.1 G（¨|o）del宇宙学解的研究状况
• 4.2 G（¨|o）del类宇宙学的另一个近似解
• 4.3 结论
• 第五章、总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢