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在Space-Time-Matter理论下的诱导Phantom和5维吸引子

刘焕英  
【摘要】:本文综述上介绍了经典的Kaluza-Klein理论和Wesson教授提出的现代Kaluza-Klein理论——Space-Time-Matter理论。在第二章介绍了暗能量宇宙学,其中包括宇宙学的几个基本事实,暗能量的基本特征,宇宙加速膨胀的天文观测结果,暗能量的三个候选者以及宇宙的命运。 第三章是具体的研究工作,重点讨论了Space-Time-Matter理论中的诱导Phantom和5维吸引子解。在Liu和Wesson提出的5维大反弹模型中,研究Phantom作为暗能量候选者的问题,大反弹模型是在反弹点之前宇宙收缩,在反弹点以后宇宙膨胀。在Space-Time-Matter理论中,5维Ricci平坦的反弹解诱导出的4维物质,假定这种诱导物质是由理想流体和诱导标量场组成。从5维宇宙解中得到了暗能量的4维常规Quintessence模型和Phantom模型。利用相平面分析法研究5维Phantom模型演化的稳定性,得到一个宇宙后期吸引子解。这个5维吸引子指出:5维理论中Phantom为主的宇宙模型中,暗能量的状态方程系数W_φ-1,与现在的天文观测值-1.38W0.82相接近,宇宙将受到一种排斥力,从而加速膨胀。通过与4维常规Phantom模型中标度因子比较,标度因子的演化是一致的,在有限的时间内都将达到无穷,宇宙将终结在一个新的时空奇点,发生一个大撕裂(Big Rip),星系、恒星、行星甚至原子都将被撕裂。同时,我们发现Phantom的排斥力有可能提供一种解释反弹的机制。


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