含粘性的統(tǒng)一暗流體模型與球狀塌縮.pdf

1、博士學位論文含粘性的統(tǒng)一暗流體模型與球狀塌縮ViscousUnifiedDarkFluidModelsandSphericalCollapse作者姓名：李微學科、專業(yè)：學號：理論物理11202026指導教師：徐立聽教授完成日期：2015年12月大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學博士學位論文摘要近些年來，大量的天文觀測數(shù)據(jù)(女[tIa型超新星，宇宙微波背景輻射以及物質功率譜等等)強烈表明目前宇

2、宙正經歷著加速膨脹的過程，并且這種加速膨脹是由一種約占據(jù)宇宙總能量96％的未知暗流體所驅動。這種暗流體通常被分解為兩部分：暗物質和暗能量。然而目前的引力探測水平并不能把這兩種成分有效地區(qū)分開來(這被稱為暗簡并問題)，并且到目前為止沒有可靠的物理原理支持任何形式的分解。這激勵研究者們提出一些統(tǒng)一暗物質和暗能量的理論模型來研究宇宙。這些統(tǒng)一的宇宙模型的共同特點是將充滿宇宙空間的介質視作理想流體來對待，并且所研究的擾動都是絕熱的。隨著宇宙學觀

3、測限制與理論模型之問出現(xiàn)矛盾，一些學者又提出應該考慮宇宙介質的非絕熱擾動。也就是說宇宙中的介質有可能并非理想流體，而是含有粘性的非理想流體。這種含粘性的模型因為使非絕熱擾動成為其內稟的屬性而備受青睞。本論文主要研究具有體積粘性的統(tǒng)一暗流體模型的宇宙學觀測限制工作以及體積粘性在宇宙大尺度結構形成過程中所產生的影響。首先概述宇宙學的發(fā)展歷史、研究內容及背景知識。然后介紹目前主要的天文觀測和幾種常見的宇宙學理論模型。本論文的主要研究工作在第三

4、章、第四章及附錄部分。在第三章，研究一種具有體積粘性的統(tǒng)一GCG模型，我們首次考慮體積粘性的擾動情況。利用天文觀測數(shù)據(jù)對模型的參數(shù)空間進行限制，得到新增模型參數(shù)一體積粘性系數(shù)白在3盯范圍內的取值，并且還討論了體積粘性對態(tài)方程參數(shù)和有效絕熱聲速的演化過程的影響。第四章，我們探討VGCG模型的球狀塌縮過程，分析討論體積粘性對宇宙大尺度結構形成(即塌縮過程)的影響，并且將結果與ACDM模型的結果進行比較。本文最后一章是總結和展望。此外，附錄部