原初扰动谱的标度不变性和早期宇宙模型

一个可行的早期宇宙模型必须给出近标度不变的原初扰动.我们讨论了由主导背景演化的场导致标度不变的原初扰动的各种可能性及相应早期宇宙模型的各种可能的实现方案.     

宇宙的演化及其大小的探讨

现代宇宙学认为宇宙是由一个奇点发生"爆炸"而逐渐演化形成的.本文肯定了大爆炸宇宙学说,随后讨论了宇宙是怎样由一个奇点爆炸后,经过宇宙的早期演化,产生星系、恒星、行星以及生命的过程,并运用哈勃定律分析计算了宇宙的大小.最后对宇宙的未来进行了探讨.     

具有指数势的量子宇宙学暴涨模型

本文讨论了微超空间中具有最小耦合标量场的暴涨宇宙的量子宇宙学模型，暴涨势为运用Ｈａｒｔｌｅ－Ｈａｒｋｉｎｇ边界条件提案，我们得到了宇宙极早期时标度因子和标量场随时间的演化关系，以及为克服视界和平性问题所满足的约束条件．而且发现Ｈａｒｔｌｅ－Ｈａｗｋｉｎｇ波函数可以预言导致暴涨的初态．     

封闭的FRW宇宙的量子隧道创生

采用正则量子化及WKB近似方法，讨论了在宇宙的极早期，一个封闭的FRW宇宙通过量子隧道效应过程如何从无产生，并且计算出了这各量子创生的几率。     

宇宙早期粒子与现时粒子的质量、半径和电磁特性

引入宇宙早期核子概念，讨论了它与现时核子的质量、半径间存在的差别，多成份宇宙中的其它粒子e、vc、γ，也同样存在这种差别，据此计算了三代轻子的“反常质量”与“反常磁矩”，现时轻子的“反常磁矩”反映了轻子存在亚结构的可观测效应，宇宙早期轻子的“反常磁矩”被大削弱，可视为类点粒子。     

强黑洞(原生黑洞)的物理性质

 讨论了早期宇宙暴胀、相变中产生的“强黑洞(即原生黑洞)”的能量密度和温度等物理性质,认为它是由核子发生连续相变后由大量超微夸克组成的具有统计热平衡性质的高温、超高密物态.对“强黑洞”的寿命、爆炸持续时间和能量发射率的计算结果表明,它可能是超高能宇宙γ暴的最佳对应天体.文中也指出了现时核子与宇宙早期核子物理性质的显著区别,从而解释了宇观天体-微观粒子的质量、半径统一计算公式中出现的不相容性规律.     

“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。     

论地球上化学元素的成因

<正> 我们的宇宙诞生于100多亿年以前的一次宇宙大爆炸。在大爆炸后1秒钟内的宇宙极早期,宇宙的温度高达100亿度以上,当时宇宙中除了氢元素(以质子形态存在)以外,没有任何其他的化学元素。在这个宇宙极早期阶段,宇宙是由基本粒子——质子、中子、电子、光子和中微子——构成的。在大爆炸后1秒钟到3分钟内,是为宇宙的早期阶段。在宇宙     

微波背景观测与早期宇宙研究

微波背景观测与早期宇宙研究尚处于学科发展的初期阶段,对探测方法、背景(前景)处理、系统误差及结果可靠性的认识都有待深入.发现微波探测卫星WMAP公布的宇宙微波背景辐射温度图存在严重的系统误差后,几年来我们重新进行了数据分析,修正了时钟同步、天线旁瓣误差导致的伪偶极信号,得到的背景辐射温度图和功率谱与WMAP发布的结果有重大差异,引起了广泛关注,讨论和争论.本文概述有关工作及论争的过程与现状,及其对于早期宇宙研究的影响.     

暴涨宇宙

本文对近几年基于大统一理论发展起来的暴涨宇宙模型作了一综合性评述。暴涨宇宙模型是在标准宇宙学遇到一系列无法克服的矛盾的情况下提出的。它使人们对极早期宇宙的认识又深化了一步,暴涨概念大大改变了人们对宇宙早期演化的了解,它是近年来早期宇宙学最重要的进展之一。     

从COBE数据推算早期宇宙实物密度的相对涨落

依照目前的宇宙模型,宇宙之初是均匀而各向同性的。为了解释当前宇宙中观测到的各种星系结构,必须有某种机制导致均匀介质中出现结团以及结构演化。Jeans证明了一大团有质量的气体存在自引力不稳定性,它成为了宇宙结构演化的一般理论。在这个理论中需要早期宇宙各处存在密度涨落。另外,关于宇宙背景辐射的实验探测数据显示了背景光子温度存在微弱的各向异性,这些数据包含了有关基本宇宙参数,尤其是早期宇宙总能量密度和曲率的重要信息。通过对上述实验数据和理论的分析,从温度各向异性推算出了光子退耦时的密度相对涨落。     

主宰宇宙命运的暗物质

宇宙是膨胀的还是坍缩的,或者宇宙既不膨胀也不坍缩,这种命运完全取决于暗物质对宇宙物质密度的贡献。     

非均匀时空有挠的暴涨宇宙模型

在非均匀球对称的Tolman-Bondi时空中,在Einstein-Cartan理论下,采用M.Gasperini给出的自洽的引力场方程,当考虑自旋与自旋的相互作用时,发现自旋密度对极早期宇宙起支配作用,是引暴涨的根本原因,而且极早期宇宙是以辐射和尘埃为主,同时,由该模型得到一个非零的最小“宇宙半径”和初始密度。     

关于宇宙膨胀的密度时间曲线的经典理论计算

按宇宙在大尺度上均匀、各向同性的假设,运用经典力学理论,由质量连续性定理和牛顿第二定律,计算哈勃常数与宇宙膨胀时间的关系以及宇宙质量密度、宇宙尺度与宇宙膨胀时间的关系.哈勃常数的计算结果与观察结果相符.     

无未来奇异的超加速膨胀宇宙

讨论由phantom驱动的超加速膨胀宇宙.对于态方程w=-1-Wt-n, phantom能量密度被导出.当n》1,它光滑增加并渐近地趋于常数,这指宇宙不存在未来奇异性.给出了该情形下phantom宇宙的标度因子.     

宇宙年龄和宇宙物质密度

根据爱因斯坦广义相对论,时空弯曲,宇宙是有限的。现在已被主流物理学家普遍接受的是标准宇宙论,按标准宇宙论经过严格的数学推导,演算得到了宇宙的年龄、宇宙物质密度。作者根据广大天体物理工作者认可的观察数据和结论,通过初等数学的计算,得到的结果大相径庭。根本没天体物工作者寻找的暗物质。     

宇宙未来的命运是“大坍塌”还是“大分裂”

若宇宙为光子热平衡态和引力束缚态并存的系统,光子平衡态占优势则宇宙必然膨胀;若它遭到削弱或破坏,引力束缚态占优势,则宇宙将由膨胀转为收缩(坍塌).引入宇宙早期和宇宙晚期核子概念,则宇宙演化与核子演化间存在相互关联.给出暗物质即υe,F的超对称伴子U-e0,B,有较大质标,若它迫使宇宙总质量大得过了头,宇宙将发生坍塌.宇宙由膨胀转为收缩的条件是:当晚期核子的质量减小到现时光子质量的上限,则光子平衡态遭到削弱,引力束缚态占优势.在转入收缩之前宇宙为减速膨胀.     

大尺度天体、黑洞的视界和密度

据宇宙演化的自由流阻尼标度理论，计算了最小宇宙、最小黑洞的质量、半径（即视界）和密度、所得结果与观测数据较好相符。且四种相互作用强度都可用Planck粒子统一表达，所得结果与实验很好符合。