K-essence暗能量模型的相空间分析

作     者：陈博海 

作者单位：河北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨荣佳

授予年度：2014年

学科分类：07[理学] 070401[理学-天体物理] 0704[理学-天文学] 

主      题：暗物质 暗能量 K-essence 相空间分析 

摘      要：1998年，天文学家对Ia型超新星红移的观测和其后2003年WMAP卫星对微波背景辐射的更为精确的观测表明：宇宙正在加速膨胀。在宇宙学原理和广义相对论成立的前提下，为解释这一现象，必须引入一种具有负压强的新的物质，即所谓的暗能量。宇宙学常数（或真空能量）是最简单的暗能量候选者，但这一理论面临着宇宙学常数问题和年龄问题。 为了解决以上问题，物理学家提出了各种动力学暗能量模型。其中k-essence模型是本文要研究的模型。我们考虑两种情况：一是暗物质和暗能量的之间没有相互作用，二是暗物质和暗能量之间存在相互作用：Q H m。我们研究了具有幂律形式的k-essence模型： F (X) X X。通过求解自洽的动力学演化方程，得出了多个临界点。具体过程为：第一步，暗物质暗能量之间没有相互作用，解出了八个临界点;第二步，令Q H m，即暗物质暗能量之间有非零的相互作用，又得出六个临界点。并依次讨论这十四个临界点的存在性和稳定性条件。同时我们还研究了模型的稳定性，包括经典稳定性和量子稳定性。在此基础上，我们计算了宇宙学参数的值，得到了宇宙加速膨胀所要求的参数范围。我们发现，在所研究的模型中，暗能量方程可以穿过-1，为将来的观测提供了理论依据。