半全息宇宙的研究.pdf

1、自從上個世紀(jì)九十年代發(fā)現(xiàn)宇宙加速膨脹以來，暗能量成為解釋這種現(xiàn)象的最重要的理論。暗能量是能量的一種未知形式，它散布整個空間，并且能加速宇宙膨脹?？茖W(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，還一定存在另一種暗成分，即暗物質(zhì)。暗物質(zhì)是一種假設(shè)的物質(zhì)，雖然無法直接看到，但它卻是宇宙的主要物質(zhì)。與普通物質(zhì)相比，暗物質(zhì)和暗能量在宇宙中占據(jù)了主要的地位。當(dāng)今宇宙學(xué)里有一些問題仍未解決，其中一個是巧合性問題。為什么今天宇宙中的暗能量密度和暗物質(zhì)密度幾乎相等？本文的目的是探

2、討解決上述問題。
　　本文首先介紹了Ted Jacobson對于時空熱力學(xué)以及Stephen D. H. Hsu和David Reeb對于宇宙熵的研究。Ted Jacobson的研究開辟了一條途徑來尋找除了黑洞以外其他情形下合適的全息表面。通過這個方法，我們發(fā)現(xiàn)表觀視界就是宇宙正確的全息表面。而Stephen D. H. Hsu和David Reeb的研究則表明，根據(jù)全息原理所得到的宇宙的熵遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)在宇宙中已知物質(zhì)的熵。所以假設(shè)

3、宇宙中暗成分遵守全息原理，我們將會得到一些有趣的結(jié)論。
　　然后，我們利用全息原理提出了一個新的宇宙模型，即半全息宇宙。假設(shè)宇宙中的暗能量遵守全息原理，則它的熵是表觀視界的四分之一。由于存在可靠的證據(jù)表明，在暴漲后宇宙在共動體積內(nèi)是絕熱演化的,所以再根據(jù)熱力學(xué)第一定律，我們會得出一定存在另外一種暗成分作為暗能量的補(bǔ)充。通過動力學(xué)系統(tǒng)分析會發(fā)現(xiàn)，宇宙晚期中的暗物質(zhì)和暗能量的比例是穩(wěn)定的。取恰當(dāng)?shù)膮?shù)，得到的減速因子可以很好地與現(xiàn)代觀