含αR~2+γR_(μν)R~(μν)项的宇宙暴涨

我们利用含αR~2+γR_(μv)R~(μv)项的宇宙理论同带有一个标量场φ的Einstein理论之间的等价性,讨论了该宇宙的暴涨行为.结果表明,在D维空时(D>2)中,存在指数型的暴涨解.     

视界问题的新图示(英文)

在用定义为径向距离除以尺度因子的径向坐标r和宇宙时间t的r-t图中,大爆炸时向我们发射、现在到达我们这里的光子的轨迹,r_(t),是大爆炸时我们向外发射光子轨迹,r+(t)的镜象。前者画出我们现今时刻的“世界图象”(world picture),而后者则描绘(粒子)视界自从大爆炸以来的增长。方程,r_(t)=～(1/2)r+(t)决定时刻t_D,它有如下性质:世界图象中凡早于t_D的事件多少都有视界问题,晚于t_D的事件就没有视界问题。 对于平直的Friedmann宇宙,算得t_D颇晚(相应的红移仅是z_D≈1.25!),远晚于微波背景辐射的时刻t_M(其红移为～10~3)。对于Guth的暴涨宇宙,算得t_D很接近暴涨期的开始,远早于t_M。 对于一个弯曲的Friedmann宇宙,Penrose图的时间轴可被证认为通常用来表述尺度因子演化的参数方程中的参数η,而其空间轴可被证认为径向角坐标x,由此马上得出:当哈勃时间H_0~(-1)=20×10~9年时,对于一个减速参数q_0=1.65的封闭宇宙,z_D=0.86;对于一个密度参数Q_0=0.05的开放宇宙,z_D=3.66。     

大尺度质量扰动和速度场的计算

本文在宇宙弦模型中,计算了各种暗物质主导宇宙的大尺度均方质量扰动和速度场。我们的计算结果表明,如果冷暗物质和重子主导字苗在8Mpch~(-1)处引力成团达到非线性或者中微子主导宇宙在z～3时出现Pancake碎裂,则相应的宇宙弦线密度μ均应满足关系式:Gμ>10~(-5),而这样的弦密度将导致宇宙微波背景较大的各向异性并违反大爆炸核合成理论。对大尺度速度场的计算,我们得到了它随距离增大比通常宇宙模型下降得更慢的结果,但它仍不足以解释Collins等最近报告的在50h~(-1)Mpc处v_p=970±300km·s~(-1)的固有速度。因此我们的计算表明,由单一的弦扰动形成观测到的大尺度结构是困难的。双扰动模型有可能是解决困难的一种途径。     

现代宇宙学简说（续）

大爆炸模型遇到困难 古斯等人提出暴涨宇宙论 对于宇宙的起源,大爆炸宇宙学家们始终面临很多问题,例如为什么宇宙在大尺度如此的均匀和极度平坦？     

重构Ly-α线丛的功率谱约束对数正态(LN)模型参数

选择3个类星体Keck观测样本,使用Gauss化方法重构宇宙质量密度扰动场,并计算相应的小波功率谱．同时,设定对数正态(LN)模型中的形状因子Γ和平滑因子r为自由参数,并通过数值模拟生成模拟样本,与观测样本的统计结果做拟合,来确定Γ和r．结合观测的辐射流量功率谱和数值模拟的结果可以唯一确定Γ的值,最后得到Γ≈0．50,r≈0．0g．类星体的辐射流量是非Gauss的,使用传统的Gauss化方法无法消除非Gauss特征．但是观测样本和数值模拟样本的偏斜谱、峰度谱以及尺度-尺度相关等非Gauss特征的表征量在研究的尺度(>100kpc)上表现一致,这就支持了拟合的结果．     

Bianchi I型宇宙中矢量暴涨理论相关问题的研究

通过矢量暴涨理论,研究了与之相关的问题,特别是粒子生成对慢滚过程、相图以及各向异性的影响.计算结果表明,粒子生成对标量场的影响使得相图上出现一个峰,峰的方向不受初始条件和质量改变的影响.而对于矢量场,情况则不同,粒子生成对应的峰其方向会改变,这与质量的变化有关.相应地,体系的各向异性也会随之增强或减弱.各向异性的程度不仅决定于慢滚过程,还决定于慢滚后的粒子生成过程.粒子生成可以成为宇宙各向同性化的原因.     

宇宙大尺度结构和原初扰动非高斯性研研究进展

宇宙微波背景辐射(CMB)探测和大尺度结构(LSS)巡天是两种研究宇宙演化的重要手段。近年来高精度的宇宙微波背景辐射实验和大尺度结构巡天可以对今天的宇宙学模型给出精确测量,比如宇宙曲率、暴胀模型参数和原初非高斯性等。宇宙大尺度结构的原初非高斯性揭示了在甚早期宇宙中引发大尺度结构的原初扰动的物理诱发机制,有效地对不同暴胀模型进行区分,是研究甚早期宇宙的有效工具和手段。但是最近的研究结果表明,很多大尺度结构巡天的数据被系统误差严重污染,如大气视宁度、天光背景等,这些误差导致由大尺度结构巡天数据给出的原初非高斯的研究结果与实际情况相差甚远。大尺度结构巡天数据的系统误差消除和它对限制宇宙原初非高斯性的改善,对更好地了解甚早期宇宙具有重要意义。     

BianchiⅠ型宇宙中矢量暴涨理论相关问题的研究

通过矢量暴涨理论,研究了与之相关的问题,特别是粒子生成对慢滚过程、相图以及各向异性的影响.计算结果表明,粒子生成对标量场的影响使得相图上出现一个峰,峰的方向不受初始条件和质量改变的影响.而对于矢量场,情况则不同,粒子生成对应的峰其方向会改变,这与质量的变化有关.相应地,体系的各向异性也会随之增强或减弱.各向异性的程度不仅决定于慢滚过程,还决定于慢滚后的粒子生成过程.粒子生成可以成为宇宙各向同性化的原因.     

ISW效应对Yukawa引力势的检验

该文利用Integrated Sachs-Wolfe(ISW)效应探测宇宙大尺度引力势随时间的变化速率,从而能够在宇宙学尺度上检验引力的性质.以Yukawa引力势为例,探讨了利用ISW效应检验引力性质的能力.计算表明,ISW效应对引力的性质很敏感,通过与宇宙微波背景辐射实验WMAP五年的观测结果相比较,发现相对于牛顿常数,等效牛顿常数在宇宙学尺度上最多只有约2%的改变.     

宇宙中大尺度非线性结构

宇宙物质在大尺度上成团是宇宙学的基本问题.本文综述了金斯理论和泽利多维奇近似,指出:双成分自引力系统的非线性相互作用的动力学描述是大尺度成团的现代研究课题. 详述了过去在这个课题方面被我们获得的结果.表明:自引力系统的结构可由一组非线性藕合方程描写:扰动场能塌缩并形成类薄饼结构.在宇宙条件下,我们得到了星系团、超团和巨洞的特征尺度.