标量张量暴胀宇宙学

推广的引力理论 ( generalized gravity theory)早就被用来建立拓广暴胀模型 ( extend inflationarymodel) .不过 ,引力的基本理论仍然是 Einstein的广义相对论 ,推广的引力理论只是用来改变引力常数 G的值 ,以调节宇宙膨胀的速度而解决优良出口问题 .我们的标量张量暴胀宇宙学则是以标量张量引力理论为基础 ,并且以引力标量场ψ作为暴胀场 ( inflaton)来建立暴胀宇宙模型 .我们所用的作用量为 :A =∫d4x - g[-ψR - ωψ ψ .ψ - 2ψλ(ψ) - Γ ( u .ψ) 21 -ψ + 1 6πLm],其中 Lm为物质的拉氏密度 ,ψ .ψ≡ψ,σψ,σ,u .ψ≡ uμ…     

相对论中引力场性质研究

相对论是现代科学的重要基础,是物理学通向宇宙的桥梁.对爱因斯坦建立广义相对论的过程进行了分析,引力问题是自然界乃至整个宇宙世界的一个基本问题.引力场是一种矢量场,广义相对论对引力问题的描述是非常有效的.通过对引力场的分析,得到了引力场的高斯定理,讨论了引力场的环路定理.通过方程,求出了引力场中的势函数,探讨了引力场的基本性质.     

三联数字与时空

1　量子场论与宇宙的起源对极早期宇宙的研究,理论上出现了困难。由广义相对论得出一个结论:宇宙的时空存在一个起点和终点。也就是宇宙起源于一次大爆炸奇点。在奇点处宇宙的体积为零,时空曲率、物质密度、奇点温度等都变成了无穷大。这是物理定律无法描述的。还有一个问题就是引力场量子化的问题,至今尚未成功。目前只是使用“弯曲时空量子场论”。在这个理论中广义相对论的爱因斯坦场方程由 Rμυ-12gμυR+λgμυ=-kTμυ变成 Rμυ-12gμυR+λgμυ=-k方程的左边一样,只是右边的物质源 Tμυ被所代替。后者表…     

一个天才引发的“世纪混乱”

<正>从宇宙常数的提出,到发现黑洞;从宇宙暴胀理论,到暗能量的存在……广义相对论引发的"百年混乱"已告一段落。未来,它还将引发哪些争论和谜题,又将带来怎样的惊喜?让我们拭目以待自爱因斯坦提出广义相对论至今,已经有100年了,在过去的一个世纪里,这个伟大的理论颠覆了我们对宇宙景象的认知。现在,就让我们重新回顾一下那些广义相对论里的关键时刻(混乱时刻)吧!"宇宙常数"被证伪?关于广义相对论,故事是从一个     

史瓦西-德希特空间中的有质量标量场辐射

采用数值方法研究了史瓦西德希特时空中有质量标量场方程的解.为了将场方程转化成可解的形式,引入多项式函数来拟合乌龟坐标,并讨论了宇宙视界和事件视界相距很近的情况下标量场的辐射.结果表明在乌龟坐标下,波函数类似于简谐波,而在径向坐标下,波在视界附近堆积在一起,有效势峰值处波长最大.标量场的反射系数随质量的增加而增大.     

黑洞量子理论的哲学意义

黑洞是爱因斯坦引力理论和时空结构的必然产物,是物理学中的一个奇特概念。1915年爱因斯坦提出广义相对论,为黑洞说的形成奠定了理论基础。其后德国人施瓦茨希尔计算出爱斯坦广义相对论复杂场方程的一个解:对于质量M相当于一个太阳的天体,其半径坍缩到3公里以内时,就会形成黑洞。目前,黑洞已经不仅仅是预言中的纯理论概念了;大多数天文学家和物理学家认为,宇宙中既然存在白矮星、中子星,如     

“彩虹”宇宙中的扰动问题

在广义相对论的基础上,可以研究宇宙的时空演化。宇宙的极早期会有一个暴胀时期,在这个时期内会产生影响宇宙大尺度结构的密度扰动。本论文讨论彩虹引力下的暴胀模型,导出了度规场和标量场的扰动方程,分析了密度扰动随时间变化的性质。通过求解功率谱,发现彩虹宇宙里功率谱的标度不变性依然保持。谱指数与标准暴胀型中一致,但是其功率谱的幅值缺与探测粒子的能量有关。     

量子理论和广义相对论的统一

首先简要介绍了量子引力理论中的超引力和环量子引力.其次基于量子理论和广义相对论的基本原理、主要特征等探讨了某些新的统一理论.进而提出广义相对论形式、算符形式和二者的结合等具体的数学方程及6个结果.最后讨论了一些统一的新方案,如量子理论中可能存在的类似宇宙项,各种相互作用粒子的质量关系,标准模型某些可能的发展等.       

Godel宇宙模型在理想流体条件下的一个近似解

在引力源为理想流体条件下,通过对G(o)del宇宙基本性质的分析求解了Einstein场方程,给出了一个G(o)del宇宙时空度规的近似解.并且对此解进行了分析.结果表明,在参量f(x)的两种不同情况下,G(o)del宇宙将分别表现出静态与膨胀的特征.对于膨胀宇宙,H的取值主要依赖于λ、k以及σ等模型参数.     

Einstein场方程的Schwarzschild求解——广义相对论经典算例

Einstein场方程是一个难解的非线性二阶微分方程组,其解析求解广泛应用于广义相对论.求解了Einstein场方程的中心对称静态解,即Schwarzschild解,该解对于广义相对论的研究具有一定的指导作用.     

引力和宇宙"常数"为变量的宇宙模型解

在引力“常数”G和宇宙“常数”∧为变量，同时保持Einstein引力场方程形式不变的框架下，讨论了Friedman—Robertson—Walker(FRW)模型的解，应用状态方程P=(γ—1)ρ和关系式4π(Gρ 3GP)=∧，得到了场方程的一个精确解，它具有R∝t和∧∝t^-2，描述的是一个等速膨胀的宇宙，当曲率参数取不同值，k=1，0，-1时，三种模型随时间的演化行为没有十分显著的区别。     

球对称引力场方程的一些解

<正>引力场方程反映了引力场的存在和变化是由物质的分布及其运动所决定的,它的求解问题是广义相对论中的一个重要问题。本文讨论了“宇宙常数”不等于零的情况,得到一种场方程的一些球对称解。     

Gdel宇宙模型的一个近似解

通过对Gdel宇宙基本性质的分析,求得了弱场条件下其Einstein方程近似解,并对该解进行了分析.     

暴涨宇宙与原初引力波

暴涨宇宙和原初引力波是当前基础物理学研究的热点.BICEP2团队在CMB中测量到大的张标比,这提供了暴涨宇宙的一个直接证据,证明了原初引力波确实存在,并在量子理论与广义相对论之间建立了桥梁.     

G(o)del宇宙模型的一个近似解

通过对G(o)del宇宙基本性质的分析,求得了弱场条件下其Einstein方程近似解,并对该解进行了分析.     

视广义相对论及新广义相对论为广义引力理论特殊情况的研究

根据广义引力理论的基本公式导出了广义相对论和新广义相对论的引力场方程和粒子运动方程．结果表明了广义相对论和新广义相对论均是广义引力理论的特殊情况．阐述了这种方法在理论上和运算上的一些优点．     

非线性有质量引力理论中的单极子解

近年来,非线性有质量引力理论引起了广泛的关注．它不仅能在小尺度上屏蔽第五种力,又能在大尺度上引起宇宙的加速膨胀．另一方面,引力场与Kalb—Ramond场耦合具有单极子解．这使得洛伦兹破缺具有了可观测效应．本研究计算了非线性有质量引力与Kalb．Ramond场耦合的情形,结果与广义相对论的结果大不相同．在外部解无法回到广义相对论情形,且其形式与Schwazchild度规很相似．这使得光线偏转效应被大大的降低了．     

矢引力子场度规场引力理论中荷电球体的外部解

本文讨论了矢引力子场度规场引力理论[1](以下简称VGM)中荷电球体的外部解,发现在静止与旋转的情形下,和爱因斯坦广义相对论(以下简称GR)不同的仅仅是,将GR中的引力恒量G换成G=C(1-GM/r).     

引力的Weyl-U(1)规范场理论及其宇宙

通过分析认为广义相对论不能自然地给出引力场(作为物质)的能量、动量这些重要的物理量。广义相对论体系是欠定问题,在自系统无定解。它和其他相互作用的理论形式较独立,有碍四种相互作用的统一。为了克服这些困难,本文提出了引力的Weyl-U(1)规范场理论。在相同近似下给出的结果和广义相对论一致,而表达方式更简明。文中得到一个宇宙模型,对时空有一些新观点。还提出了本理论对自然界一些解释不了的神秘现象的可能应用。     

线性化爱因斯坦场方程

爱因斯坦场方程的非线性性给广义相对论的求解带来许多困难,在弱场情况下,可用近似处理的方法,把高度非线性的场方程变为线性场方程,简化了方程的求解。