关于多方气体暗能量模型相关问题的理论研究
发布时间：2020-09-07 17:17
1998年,Ⅰa型超新星观测数据显示,我们的宇宙正在加速膨胀。人们认为暗能量是驱动宇宙加速膨胀的源动力。为了解释宇宙加速膨胀,物理学家们近年来提出了各种暗能量模型。最简单的模型是宇宙学常数模型,此模型的态参数值为-1,极其符合观测结果,但是依旧存在许多问题,如巧合性问题和精调问题等。为解决这些问题,人们又陆续提出一些动力学暗能量模型,其态参数随时间演化,诸如quintessence模型、phantom模型和全息暗能量模型等。在能够解释宇宙加速膨胀现象的同时,这些模型也都存在各自的不足,诸如quintessence模型的态参数无法穿越-1、phantom模型预言了宇宙在未来会发生大劈裂等。本文介绍的是多方气体模型,它是一种现象学模型,能够将Chaplygin气体(CG)模型和广义的Chaplygin气体(GCG)模型作为特殊情况包含其中,可以用来解释宇宙加速膨胀现象。本文首先介绍了宇宙学的基本原理和几种常见的暗能量模型,之后主要研究的是多方气体模型。在平直宇宙的背景下,深入讨论了在暗能量和暗物质之间无相互作用情况下和存在四种不同相互作用情况下多方气体模型的动力学演化,画出了态参数、减速参数和密度参数随红移z的演化趋势,与天文观测结果进行了对比,研究发现存在相互作用情况下的宇宙学量的演化与天文观测数据符合的较好。并且,得出宇宙在未来不会发生大劈裂的结论。之后,对模型做了state finder诊断和Om诊断,两种几何诊断可以很好地区分各种情况下的暗能量模型。通过对自治系统及其稳定点的分析,探讨了多方气体模型的稳定性,并对相互作用参数作出了限制。经过分析发现,若对相互作用参数取合适的数值,则相互作用多方气体模型的动力学系统存在吸引子。在文章的最后,研究了多方气体模型的热力学性质,得出了相互作用与热力学涨落之间的关系。
【学位单位】：辽宁师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P159
【部分图文】：
图１邋（ａ）无相互作用情况下，不同的参数ｎ对应的态参数脱ｅ随：的演化：（ｂ）无相互作用情况下，ｎ＝－ｌ．ｌ时，逡逑能量密度参数ａ随２的演化；（ｃ）无相互作用情况下，不同的参数ｎ对应的减速参数ｇ随２的演化。逡逑１４逡逑
表１不同相互作用情况下的叫ｉｅ０、卵的值逡逑取／？邋＝邋０．７４２，邋ｎ邋＝邋—１．１，四个相互作用参数ａ、／？、７、（分别取－０．４、一邋０．５、逡逑－０．６。在图２中，分别画出四种不同相互作用下的ｕ４随２的演化轨迹。可以看出逡逑在四种相互作用情况下，相互作用参数越小，态参数的变化越明显，并且越早穿越逡逑ｐ／ｕｍｔｅｍ边界，有相互作用的多方气体模型可以说明宇宙在未来不会发生大劈裂。逡逑在图３中，画出了四种不同相互作用下的减速参数ｇ随２的演化轨迹，从图中可以逡逑看出，不同的相互作用、相互作用参数取不同的值都对减速参数的演化有明显的影逡逑响。在四种相互作用下，减速参数都是由正变为负，可以说明宇宙是由减速膨胀过逡逑渡到加速膨胀。表１列出了没有相互作用（即ｒ0邋＝邋ｏ）和存在四种不同相互作用下的逡逑态参数和减速参数的今天值，由表１可看出相互作用项对应的ｗｄｅ0、如与天文逡逑观测数据符合较好。逡逑１７逡逑
图４⑷无相互作用的情况下，ｎ邋＝邋－ｌ．ｌ．－１．３，－１．５时，多方气体模型的ｒ－ｓ演化轨迹：（ｂ）无相互作用的情逡逑况下，多方气体、ＧＣＧ、ＣＧ模型的？？邋一邋ｓ演化轨迹对比－逡逑图４邋（ａ）描述的是在模型参数r藉澹埃罚矗玻罘直鹑 保保保常保档那榭鱿拢义夏Ｐ偷模蝈濉澹笱莼旒＃油贾锌梢钥闯觯煌哪Ｐ筒问疃酝夹蔚难莼泻苠义洗笥跋欤贾泻诘悖ǎ颍觯螅╁澹藉澹ǎ保埃┐恚粒茫罚祝Ｐ偷墓潭ǖ悖ㄏ峦煌Ｐ筒问藻义希玻板义
本文编号：2813613
【学位单位】：辽宁师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P159
【部分图文】：
图１邋（ａ）无相互作用情况下，不同的参数ｎ对应的态参数脱ｅ随：的演化：（ｂ）无相互作用情况下，ｎ＝－ｌ．ｌ时，逡逑能量密度参数ａ随２的演化；（ｃ）无相互作用情况下，不同的参数ｎ对应的减速参数ｇ随２的演化。逡逑１４逡逑
表１不同相互作用情况下的叫ｉｅ０、卵的值逡逑取／？邋＝邋０．７４２，邋ｎ邋＝邋—１．１，四个相互作用参数ａ、／？、７、（分别取－０．４、一邋０．５、逡逑－０．６。在图２中，分别画出四种不同相互作用下的ｕ４随２的演化轨迹。可以看出逡逑在四种相互作用情况下，相互作用参数越小，态参数的变化越明显，并且越早穿越逡逑ｐ／ｕｍｔｅｍ边界，有相互作用的多方气体模型可以说明宇宙在未来不会发生大劈裂。逡逑在图３中，画出了四种不同相互作用下的减速参数ｇ随２的演化轨迹，从图中可以逡逑看出，不同的相互作用、相互作用参数取不同的值都对减速参数的演化有明显的影逡逑响。在四种相互作用下，减速参数都是由正变为负，可以说明宇宙是由减速膨胀过逡逑渡到加速膨胀。表１列出了没有相互作用（即ｒ0邋＝邋ｏ）和存在四种不同相互作用下的逡逑态参数和减速参数的今天值，由表１可看出相互作用项对应的ｗｄｅ0、如与天文逡逑观测数据符合较好。逡逑１７逡逑
图４⑷无相互作用的情况下，ｎ邋＝邋－ｌ．ｌ．－１．３，－１．５时，多方气体模型的ｒ－ｓ演化轨迹：（ｂ）无相互作用的情逡逑况下，多方气体、ＧＣＧ、ＣＧ模型的？？邋一邋ｓ演化轨迹对比－逡逑图４邋（ａ）描述的是在模型参数r藉澹埃罚矗玻罘直鹑 保保保常保档那榭鱿拢义夏Ｐ偷模蝈濉澹笱莼旒＃油贾锌梢钥闯觯煌哪Ｐ筒问疃酝夹蔚难莼泻苠义洗笥跋欤贾泻诘悖ǎ颍觯螅╁澹藉澹ǎ保埃┐恚粒茫罚祝Ｐ偷墓潭ǖ悖ㄏ峦煌Ｐ筒问藻义希玻板义
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