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第一章绪论——卡尔·萨根卫星、卫星对宇宙微波背景辐射自古以来,宇宙的诞生及演化一直是人们最为关心的科学问题。从苏格拉底的古希腊到开普勒⑴6慕欧洲再到哈勃①つ7的世纪,人们从未间断过对宇宙之谜的探索。宇宙学作为物理学的分支是一门基于实验和观测的精确科学。人们从实验和观测数据中总结规律,构建模型,创立理论。而实验和观测很大程度上又依赖于技术。由于缺乏系统扎实的观测,宇宙学一直被排除在精确科学之外。上世纪后半叶,特别是年前后,天文观测技术突飞猛进,这使得许多以前无法实现的观测变成了可能,这为理论研究提供了新的平台。比如,通过虺艭中各向异性的观测为早期宇宙的理论提供了很好的验证平台;超新星宇宙学项目虺芐訧统新星墓鄄猓乇鹗瞧渲懈吆煲瞥滦堑墓鄄馕S钪婧笃谘化提供了检验器;斯隆数字巡天,简称⒘迄今为止最大的星系库,为我们画出了宇宙的地形图。这一系列天文观测为人类带回了高精度的观测数据,将宇宙学带入了精确宇宙学时代,同时也从根本上改变了非凡的主张需要非凡的证据。
释宇宙常数由来和数值选取的宇宙常数问题和精调问题题】演化的,如精质模型【亢突糜澳P【】。这【,】人们的宇宙观,宇宙学因此进入了新纪元。各类观测结果中最令人不可思议的就是宇宙不仅在膨胀而且是在加速膨胀。宇宙的演化主要取决于宇宙中物质问的引力作用,而引力一直被认为是吸引力,所以宇宙必定是减速膨胀的。因此加速膨胀与我们关于引力的直观图像是违背的。宇宙加速膨胀是年前后,,,简称团宥晏热说某滦怯钪嫜钅ü猿滦堑牟饩喽懒⒎⑾值腫K婧笮矶嗥渌鄄庖仓С终飧龉鄣『,,如宇宙微波背景辐射,大尺度结构。加速膨胀的发现被当年的科学杂志评为年度突破。解释这一现象就成了当今宇宙学家的首要任务。理论学家为此提出了各种理论模型,而所有的模型大致可以分为以下几类:·宇宙学常数模型:在爱因斯坦方程中引入一项常曲率项。其图像简洁清晰,是现今最主流的模型。而且它与各类观测比较的结果也令人满意,因此也被称为是谐和模型。但它在理论上仍有重大缺陷,如解。解释为什么宇宙常数与现时宇宙物质密度恰巧在同一个数量级的巧合性问·动力学暗能量模型:认为宇宙中还存在一种负压流体,且这类流体是随时间从一定程度上就缓解了精调问题。但是这类模型仅仅是唯像模型,缺乏理论基础。·修改引力理论:修改爱因斯坦广义相对论以求得到能解释加速膨胀的引力理论,如修正希尔伯特一爱因斯坦作用量的理论,笨盏腄模型,引入与度规场耦合的标量场的标量张量理论。这类模型纷繁复杂,其理论背景和基础也各不不同。本文所研究的规范引力下的宇宙学也属于这一范畴·修改宇宙学原理:一般认为宇宙是均匀且各向同性的,各项同性可以通过宇第一章绪论上海师范大学博士学位论文■
效应有冲突,这将是它们有待解决的问题。【】【,,,】饫嘈吕砺郾怀莆E砑永彻娣兑砺。随后又有人将规范理论应用在了德西特对称性上,得到了德西特规范引力理论。。【,,,鸪醢岩δ扇牍了宇宙的加速膨胀俊S捎诟糜钪嫜P屠砺刍〖崾担胂钟泄鄄九M舛砺鄣某》匠淘谠的极限下不能退化到爱因斯坦方程。此外,宙微波背景辐射来验证,但是关于均匀性,我们一直未能给出直接证据。如果我们舍弃哥白尼原理,认为宇宙是非均匀的,那么这种非均匀性就能导致宇宙演化的一种表观加速膨胀。但是这类模型与宇宙微波背景辐射中的畓观测为我们提供了新宇宙图像,也为理论学家带来了新的挑战。如何找到一个既能够满足各类观测,又有良好理论基础的模型就成了理论学家的首要任务。我的博士工作就是基于这几点考虑展开的,研究了一类新的引力理论下的宇宙学一规范引力下的宇宙学,并尝试用这种新模型来解释加速膨胀。规范引力的提出可以追溯到世纪年代。基布尔和夏马等人尝试用杨