《套用引力擾動理論研究宇宙學中的若干問題》是依託中國科學技術大學，由李明哲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：套用引力擾動理論研究宇宙學中的若干問題
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李明哲
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
引力擾動理論是目前研究宇宙學非常重要的基本工具。本項目以引力擾動理論為基礎研究宇宙學中幾個相關的重大問題：（1）利用微波背景輻射的溫度漲落和極化漲落功率譜檢驗新物理過程；（2）研究暗物質的粒子物理模型和產生機制，利用大尺度結構觀測區分不同的暗物質模型；（3）研究暗能量的物理本質及其觀測效應，研究暗能量本身的引力擾動性質及與其它物質的耦合，以及從觀測上區分不同的宇宙加速膨脹機制。
結題摘要
宇宙學中的引力擾動理論，即宇宙學擾動理論，是研究宇宙結構形成和演化的基本工具。它是研究宇宙學中各種物理現象的一把關鍵的鑰匙，有助於我們深刻理解宇宙中物質的形態、空間分布及演化行為。本項目套用宇宙學擾動理論研究了宇宙學中若干引人注目的熱門問題，主要包括以下幾個方面：（1）詳細地研究了暗能量的擾動性質及其觀測效應。在結合觀測數據探討暗能量基本性質的工作中，我們深化了合理處理暗能量非均勻性的方法的理論基礎，進一步證實暗能量的擾動是不可忽略的。在暗能量物理本質未知的情況下該工作對探測暗能量性質有重要的意義；我們考察了在一般擾動初始條件下暗能量非均勻性的演化行為及其對微波背景輻射溫度漲落功率譜以及大尺度結構物質功率譜的影響。結果顯示目前的觀測數據對初始條件並不敏感，因此在數據分析中暗能量的擾動初始條件的選取不會對結果帶來顯著的影響。（2）基於高階導數的標量場理論我們探討了更為廣泛、其狀態方程能跨越-1的一類暗能量模型，這類模型的優點是它沒有量子不穩定性等問題。（3）我們改進了利用微波背景輻射的極化實驗檢驗CPT破缺的方法，並考察了新的觀測數據對CPT破缺效應以及相關的旋轉角各向異性的限制。這對今後利用更高精度的極化實驗（如Planck）數據開展該方面的研究提供了一個新的起點。（4）在早期宇宙研究方面我們基於共形Galileon理論構造了無量子不穩定性的反彈宇宙模型，並詳細研究了該模型中的原初擾動產生機制；探討了浮現宇宙模型與零能條件破缺的關係；針對Ekpyrotic宇宙學中原初擾動產生機制的問題提出了新的熵擾動產生機制，該機制在數學上具有穩定性而且能自然地產生符合觀測要求的近標度不變的原初密度擾動。這些研究對探討有別於暴漲的早期宇宙模型有積極的意義。
