多標量場宇宙動力學.pdf

1、本文以廣義相對論為基本框架，使用微分方程及其定性理論，研究了宇宙演化中的兩個問題，包括暗能量和宇宙極早期的暴漲. 本文包括五章內(nèi)容.第一章簡單介紹了標準宇宙學、熱大爆炸宇宙學及暴漲模型等宇宙學基礎知識，為后續(xù)討論做好理論上的準備. 第二章介紹了宇宙學觀測及理論上的最新進展，著重討論了暗能量的兩個最受關注的候選者，宇宙學常數(shù)和動力學場(quintessence)，引出后續(xù)章節(jié). 通過指數(shù)勢的吸引子解可以建立quin

2、tessence模型，并且指數(shù)勢可以從弦理論或者M理論中導出.在第三章中，考慮了在包含正壓流體(barotropicfluid)的FRW宇宙中具有雙重指數(shù)勢的標量場動力學演化，研究發(fā)現(xiàn)其漸近行為并不總是對應于單重指數(shù)勢情形.通過引進動力學吸引子，使得模型的后期行為對初始條件不敏感，從而在一定程度上避免了精調(diào)問題.利用相空間分析研究這類雙重指數(shù)勢模型，結合數(shù)值計算，能夠揭示這類宇宙模型的大多數(shù)性質. 第四章中首先引進了O(N)qu

3、intessence，同時將第三章的討論推廣到O(N)quintessence模型. 第五章中研究了用復標量場來解釋暴漲和宇宙當前加速膨脹的可能性.復標量場的對稱性破缺被用來解釋宇宙的極早期暴漲(inflation)和現(xiàn)今的加速膨脹.選擇可以重正化的勢能項，并且考慮了輻射和物質，同樣利用相空間分析和數(shù)值計算，分析復標量場的演化.研究發(fā)現(xiàn)，復標量場的模部分對應于inflaton場，而角向部分對應于quintessence場，從而構