可变的广义Chaplygin气体的演化及其对宇宙结构形成产生的影响

摘要

我们现在正在讨论的宇宙加速膨胀问题是当代物理学和天文学所探讨的非常重要的话题之一。最近一段时间出现了不少关于超新星、微波背景辐射和大尺度结构等宇宙观测现象，这表明目前的宇宙是正在加速膨胀的。与这些观测现象对应的观测数据的出现，使人们对宇宙学的探究再次步入了一个非常精密的阶段。微波背景各向异性探测和Ia型超新星的最新观测结果使人们认识到，我们的宇宙在很久以前有过一个非常短的越来越快的膨胀阶段，而当今宇宙再一次进入了一个新的加速膨胀时刻。这次加速膨胀成了宇宙学家和天文学家探讨的重大课题，这就需要人们能够很好的在理论上解释一下加速膨胀问题，为此各种各样的模型应运而生，比如说宇宙学常数模型，修正了的引力模型，暗能量模型等，人们最为关注的应该就是得说是暗能量模型。本文首先简要地介绍了热大爆炸宇宙学的建立及其理论基础，并在热大爆炸宇宙学模型的基础上，介绍了几种常见的暗能量模型。那么可变的广义Chaplygin气体模型就可以被我们所研究与讨论，它既可以描述暗能量的情况，又可以在一定程度上说明暗物质的大体演化，那么一些量的规律都可以被我们所发觉。本文列举了宇宙中一些息息相关的物理量和减速参数随着时间的推移各自的发展，变化，再次证明了当今的宇宙是从以前的越来越慢的膨胀一步一步的变为现在的越来越快的膨胀，并且以后很长一段时间也会这样继续下去。这种现象和现在人们所公认的变化情况是大致相符的，我们还求出了当态参数ωde和α取不同的数值的时候，各自关联着不同的减速参数，暗能量与暗物质彼此存在相互作用情况时的起作用的态参数的值以及转换红移的数值，这些数值和目前大多数天文学家所认同的数值基本相同。在此基础上，通过导出相关的物理量(诸如：物质的密度反差，增长变量和增长因子)所满足的运动方程，并对其求数值解，我们不仅给出了它们的演化图，深入探讨了相应的演化规律，而且还与ACDM模型作比较，讨论了此暗能量模型对宇宙结构形成的影响。研究结果表明，当今宇宙是从过去的减速膨胀演化为现在乃至将来的加速膨胀，并且在近阶段可以模拟人CDM模型的演化，它与目前的天文观测符合得较好。而后，我们研究了VCG模型对宇宙结构形成产生的影响，考虑了不存在相互作用和存在相互作用时的两种情况，分别导出了增长变量和增长因子所满足的运动方程，对其求数值解，并且做出了它们的演化图，所得的结论是：不存在相互作用的VCG模型所得数值与目前的天文观测符合得较好。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

2热大爆炸宇宙学模型及宇宙中的结构形成

2.1热大爆炸宇宙学模型

2.2暴胀现象和其困惑的处理

2.3当今宇宙的加速膨胀

2.4宇宙中的结构形成

3解释当今宇宙加速膨胀的几种暗能量模型

3.1宇宙学常数模型

3.2 几个典型的标量场暗能量模型

3.3 Chaplygin气体模型

4可变的广义Chaplygin气体模型

4.1可变的广义Chaplygin气体(VGCG)的演化

4.2存在相互作用的VGCG模型的Statefinder参数诊断

4.3 VGCG暗能量模型对结构形成产生的影响

4.4 VCG暗能量模型对结构形成产生的影响

5结论

参考文献

本人在研究生期间的主要工作

致谢