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早期宇宙与暗能量若干问题的研究

林春山  
【摘要】:本论文对宇宙原初扰动和晚期暗能量的若干问题进行了研究。 我们首先研究了宇宙原初扰动的非高斯性。我们简单介绍了宇宙学扰动理论,然后我们引入了推广的多场暴胀模型。我们计算计算了该模型下原初扰动的四点关联函数。我们发现该模型下四点关联函数的贡献主要来源于两个方面,一个是单顶点图,另一个是中间交换一个标量子的双顶点图。我们发现在一般推广的暴胀模型下,这两个图的贡献都是重要的。我们还分析了该模型下非高斯型的动量位型函数和非线性参数。在研究完四点关联函数之后,我们又介绍了几类暴胀模型五点函数和六点函数的计算,并从中计算出观测上的预言。 我们研究了一类替代暴胀模型,即物质反弹宇宙模型。我们利用“鬼凝聚”标量场来实现物质主导的收缩宇宙到大爆炸膨胀宇宙的反弹。我们计算了含有“鬼凝聚”标量场的物质收缩宇宙的原初扰动谱,发现普通物质产生的扰动谱仍是一个标度不变谱,而“鬼凝聚”标量场产生蓝谱,并且扰动的增长速度要比物质的扰动增长速度要慢。 我们对晚期暗能量进行了唯象上的研究。我们计算了全息暗能量的扰动的稳定性,研究了几种不同的全息暗能量模型下宇宙的命运。我们研究了全息气体模型,该模型下气体的熵正比于该系统的表面积。当我们把这类气体模型运用到宇宙学上,我们发现它可以驱动宇宙加速膨胀,因此,我们的全息气体模型可以作为暗能量的一个候选者之一。


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