新DBI拉氏量和宇宙的不同演化

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本文系统地综述了不同DBI作用量和它们在宇宙不同演化中的应用,进而导出了新的DBI一般拉氏量,新的拉氏量的势能和动能项都出现在诱导度规的行列式中。与传统的一般拉氏量手动加入势能项的方法不同,新的拉氏量的势能项是通过共形变换产生的。新的拉氏量能够保持势能和动能在任意同样高阶情况下相互转化。将新DBI拉氏量应用到暴涨理论,我们推导出了一般情况下的能动张量、压强和能量密度的精确表达式,获得了一般情况下的状态方程的精确表达式。同时我们发现新的DBI拉氏量下存在两个e-folds数的解,其中一个解约化后和传统的DBI情况相同,另外一个解则是全新的解,我们可讨论它的物理意义。   此外,我们将单场情况下的新DBI拉氏量推广到双场和多场。对比双场和单场的DBI作用量,我们发现单场在描述暗能量方面显得较弱,而双场可更好地够胜任这个任务。在多场的部分,与前人多场的工作中多模场不同,我们的多场DBI作用量可以是不同权重下的多个单场DBI作用量的和。每个单场都有其对应的声速。在慢滚条件下,传播扰动的声速接近于光速。宇宙演化中大量的观测现象,例如重子声波震荡、暗能量微扰、大尺度结构的形成等等,都是建立在多组分的基础上的,每种成分都有自己的声速。所以在暴涨理论中考虑多场的声速能够增强理论的可信的度。   将声速作为描述宇宙不同时期的函数,结合新的DBI拉氏量建立了宇宙演化模型。我们讨论了辐射主导时期、物质与辐射共存时期和重组合时期。辐射与暗能量、暗物质之间,没有电磁相互作用,重子物质与辐射存在电磁相互作用。我们可构建宇宙演化热力学模型。一个完整的宇宙必须要包括暗物质和暗能量,所以我们引入由黑洞产生暗能量的机制,来给宇宙加速膨胀和星系内核质量丢失提供一种合理解释。同时对辐射、重子、暗能量、暗物质和黑洞给出了合理的关联图景。这些从新DBI拉氏量中得出的结果,都能够被超弦理论所支持,如果将来的实验和观测数据能够提供和我们的结果相关的线索,那么对超弦理论将是巨大的鼓舞和支持。
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