極早期宇宙相關(guān)問(wèn)題的研究.pdf

1、宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型在物理學(xué)的發(fā)展中扮演著重要的角色,因?yàn)樗A(yù)言了一系列關(guān)于宇宙演化的理論結(jié)果,而這些結(jié)果被隨后的觀測(cè)所證實(shí)。然而,標(biāo)準(zhǔn)模型中也存在著許多問(wèn)題在理論上無(wú)法給出合理的解釋。通過(guò)引入暴脹假說(shuō),某些問(wèn)題如視界疑難、平直性疑難以及磁單極子疑難等得到或部分得到解決。與此不同的是,另一些問(wèn)題如大爆炸奇點(diǎn)問(wèn)題,暗能量問(wèn)題以及宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的起源和形成等問(wèn)題一般認(rèn)為純粹在經(jīng)典引力論的框架內(nèi)是無(wú)法給出圓滿解決的方案的。
　　 本文首先簡(jiǎn)

2、單地回顧了標(biāo)準(zhǔn)宇宙理論和暴脹模型的基本內(nèi)容,然后主要介紹了大爆炸奇點(diǎn)和幾類半經(jīng)典量子宇宙學(xué)中給出的解決方案。
　　 其次,我們通過(guò)引入一個(gè)特殊的修正色散關(guān)系研究了它對(duì)宇宙的背景動(dòng)力學(xué)的影響。通過(guò)引力理論與視界上的熱力學(xué)的一種對(duì)應(yīng),我們推導(dǎo)出了一個(gè)含有反彈解的修正的弗里德曼方程。然后探討了產(chǎn)生反彈所需的條件和可能性,我們發(fā)現(xiàn)在高能區(qū)域,當(dāng)粒子能量趨近于普朗克能標(biāo)時(shí),大反彈的確能夠產(chǎn)生。因此,在我們的模型里大爆炸奇點(diǎn)問(wèn)題不復(fù)存在。<

3、br>　　 在第三部分,我們首先回顧了宇宙早期熱擾動(dòng)假說(shuō)的一些基本內(nèi)容,比如熱功率譜的計(jì)算以及非高斯性的相關(guān)簡(jiǎn)介。此后我們也簡(jiǎn)單地回顧了三類比較流行的半經(jīng)典模型中熱擾動(dòng)的研究情況,這些模型的引入使得標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)中無(wú)法得到譜的標(biāo)度不變性的困難得以克服。最后,我們研究了熱擾動(dòng)在粘滯宇宙中的情況。我們發(fā)現(xiàn),由于粘滯性的存在,各種熱擾動(dòng)模在穿越視界以后的演化行為將與理想流體時(shí)的情況很不一樣。這樣,標(biāo)準(zhǔn)模型中的困難被打破,當(dāng)粘滯流體的狀態(tài)參量滿足