暴涨宇宙学与暗能量中若干问题的研究

暴涨宇宙学与暗能量中若干问题的研究郭宗宽导师张元仲研究员中国科学院理论物理研究所2005年6月8日内容目录暴涨宇宙学回顾快子暴涨模型—吸引子性质膜世界暴涨模型幂律暴涨模型—宇宙学标度解动力学暗能量模型—鬼场暗能量最近的工作总结与展望暴涨宇宙学回顾标准宇宙学成功的预言:（1）宇宙的膨胀（2）宇宙微波背景辐射（3）轻元素的丰度存在的困难:（1）奇点问题（2）平坦性问题（3）视界问题（4）大尺度结构的起源问题（5）残留物问题动力学方程RW度规爱因斯坦方程Friedmann方程平坦性问题视界问题旧暴涨模型(Guth,1981)一级相变新暴涨模型(Linde,Albrecht和Steinhardt，1982)二级相变混沌暴涨模型(Linde,1983)混合暴涨模型(Linde,1991)其它模型标量场动力学方程慢滚参数慢滚运动方程平坦性问题视界问题标量扰动普牛顿规范慢滚近似张量扰动普慢滚近似暴涨模型的分类（1）大场模型（2）小场模型（3）混合模型快子暴涨模型作用量动力学方程吸引子行为哈密顿-雅可比方程线性扰动解析分析慢滚曲线势能为主区动能为主区相空间演化示意图和数值解多快子标度解引入无量纲变量自治系统幂律解其中引入理想流体参数空间膜世界暴涨模型膜世界模型作用量五维度规爱因斯坦方程的解为解存在的条件模世界宇宙学度规修正的Friedmann方程慢滚近似吸引子行为一般标量场加入一个线性扰动数值解Coleman-Weinberg势混沌暴涨模型快子场加入一个线性扰动数值解指数势定义快子场的共轭动量宇宙学标度解求和指数势的多标量场交叉耦合指数势的多标量场分析方法指数势动力学方程无量纲参数自治系统幂律解稳定性分析扰动方程扰动解暗能量模型观测宇宙微波背景WMAP(2003)Ia型超新星(1998)高红移超新星组；超新星宇宙学组星系功率扰动普2dF星系红移探测(2dFGRS)；Sloan数字巡天(SDSS)Tonryastro-ph/0305008Riessastro-ph/0402512模型宇宙学常数精细调节问题；恰巧性问题Qintessence模型K-essence模型Phantom模型超新星数据分析(astro-ph/0404062)鬼场动力学方程物态方程参数奇特的物理性质：吸引子行为；w-1；大撕裂奇点；能量增加大撕裂宇宙奇点能量增加破坏弱能量条件吸引子行为余弦势混合Quintessence-Phantom模型动力学方程物态方程参数如下指数势如下势函数相互作用鬼场暗能量模型相互作用项存在两个解，其中一个是吸引子解参数空间数值解最近的工作暗能量参数化与标量势物态方程参数化VariableChaplyginGas模型物态方程参数置信区域总结与展望研究了快子暴涨模型和膜世界暴涨模型中吸引子性质分析了宇宙学标度解的存在性和稳定性，给出了相应的参数空间提出了鬼场混合模型和相互作用的鬼场暗能量模型宇宙学开始成为精确科学，暴涨场的起源和暗能量的本质成为了现代宇宙学面临的重大挑战！感谢我的导师张元仲研究员！感谢蔡荣根研究员，张新民研究员，李淼研究员，吴岳良研究员，朱重远研究员，喻明研究员，邹振隆研究员，黄超光研究员，童若轩教授，章德海教授，朱宗宏教授和赵峥教授！感谢师兄朴云松教授，龚云贵教授和何平研究员！感谢师弟和师妹们！感谢所有参加者！致谢