Динаміка розширення та великомасштабна структура Всесвіту в космологічних моделях із скалярним полем як темною енергією
Дослідження динаміки розширення однорідного ізотропного Всесвіту та еволюції скалярних лінійних збурень в багатокомпонентних космологічних моделях. Вивчення моделей скалярних полів з класичним і тахіонним лаґранжіанами та баротропним рівнянням стану.
| Рубрика | Астрономия и космонавтика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 13.08.2015 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
40. Guy J. SALT2: usіng dіstant supernovae to іmprove the use of type Іa supernovae as dіstance іndіcators / Guy J., Astіer P., Baumont S. et al. // Astron. & Astrophys. - 2007. - V. 466. - P. 11-21.
41. Jha S. Іmproved Dіstances to Type Іa Supernovae wіth Multіcolor Lіght-Curve Shapes: MLCS2k2 / Jha S., Rіess A.G., Kіrshner R.P. // Astrophys. J. - 2007. - V. 659. - P. 122-148.
42. Rіess A.G. A Redetermіnatіon of the Hubble Constant wіth the Hubble Space Telescope from a Dіfferentіal Dіstance Ladder / Rіess A.G., Macrі L., Casertano S. et al. // Astrophys. J. - 2009. - V. 699. - P. 539-563.
43. Steіgman G. Prіmordіal Nucleosynthesіs іn the Precіsіon Cosmology Era / Steіgman G. // Ann. Rev. Nucl. Part. S. - 2007. - V. 57. - P. 463-491.
44. Wrіght E.L. Constraіnts on Dark Energy from Supernovae, Gamma-Ray Bursts, Acoustіc Oscіllatіons, Nucleosynthesіs, Large-Scale Structure, and the Hubble Constant / Wrіght E.L. // Astrophys. J. - 2007. - V. 664. - P. 633-639.
АНОТАЦІЯ
Сергієнко О.М. Динаміка розширення та великомасштабна структура Всесвіту в космологічних моделях із скалярним полем як темною енергією. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.03.02 - астрофізика, радіоастрономія. - Головна астрономічна обсерваторія НАН України, Київ, 2010.
Дисертація присвячена аналізу динаміки розширення однорідного ізотропного Всесвіту і формування його великомасштабної структури в багатокомпонентній космологічній моделі з темною енергією, що моделюється мінімально зв'язаним скалярним полем з двома різними типами лаґранжіана (класичним і тахіонним) і узагальненим лінійним баротропним рівнянням стану. Показано, що минула динаміка розширення та майбутнє Всесвіту - вічне прискорене розширення або зупинка розширення і колапс - повністю визначаються сучасною густиною енергії скалярного поля та співвідношенням між його теперішнім і раннім параметрами рівняння стану. Здатність таких моделей темної енергії до кластеризації та їх вплив на спектр потужності збурень густини матерії залежать від того самого співвідношення та, додатково, від ``ефективної швидкості звуку'' в скалярному полі, котра визначається його лаґранжіаном. Зроблено висновок, що такі скалярні поля з різними значеннями цих параметрів можуть бути принципово розрізнимими. На параметри космологічних моделей з такими типами темної енергії накладено обмеження шляхом порівняння теоретичних передбачень з відповідними спостережувальними даними. Проаналізовано властивості таких скалярно-польових моделей темної енергії з найоптимальнішими параметрами та можливості їх розрізнення за даними спостережуваної космології.
Ключові слова: темна енергія, скалярне поле, динаміка розширення однорідного ізотропного Всесвіту, космологічні збурення, великомасштабна структура Всесвіту, параметри космологічних моделей.
ABSTRACT
Sergijenko O.M. Dynamics of Expansion and Large-Scale Structure of the Universe in Cosmological Models with Scalar Field as Dark Energy. - Manuscript.
Candidate degree thesis. Specialty 01.03.02 - astrophysics, radioastronomy. - Main Astronomical Observatory of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2010.
The thesis is devoted to the analysis of dynamics of expansion of homogeneous isotropic Universe and its large-scale structure formation in the multicomponent cosmological model with dark energy modeled by the minimally coupled scalar field with two different types of Lagrangian (classical and tachyonic ones) and generalized linear barotropic equation of state. It was shown that the past dynamics of expansion and future of the Universe - eternal accelerated expansion or turnaround and collapse - are completely defined by the current energy density of a scalar field and relation between its current and early equation of state parameters. The clustering properties of such models of dark energy and their imprints in the power spectrum of matter density perturbations depend on the same relation and, additionally, on the ``effective sound speed'' of a scalar field, defined by its Lagrangian. It was concluded that such scalar fields with different values of these parameters can be distinguishable in principle. The parameters of cosmological models with such types of dark energy have been constrained by confronting theoretical predictions with the corresponding observational data. The properties of such scalar field models of dark energy with best fitting parameters and possibility of their distinguishing by the observational data were analyzed.
Key words: dark energy, scalar field, dynamics of expansion of the homogeneous isotropic Universe, cosmological perturbations, large-scale structure of the Universe, parameters of cosmological models.
АННОТАЦИЯ
Сергиенко О.Н. Динамика расширения и крупномасштабная структура Вселенной в космологических моделях со скалярным полем как темной энергией. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.03.02 - астрофизика, радиоастрономия. - Главная астрономическая обсерватория НАН Украины, Киев, 2010.
Диссертация посвящена анализу динамики расширения однородной изотропной Вселенной и формирования ее крупномасштабной структуры в многокомпонентной космологической модели с темной энергией, которая моделируется минимально связанным скалярным полем с двумя разными типами лагранжиана (классическим и тахионным) и обобщенным линейным баротропным уравнением состояния. Показано, что динамика расширения в прошлом и будущее Вселенной полностью определяются современной плотностью энергии скалярного поля и соотношением между его сегодняшним w0 и ранним ca2 параметрами уравнения состояния. Если ca2?w0, то Вселенная всегда будет расширяться с ускорением, в противном случае в отдаленном будущем расширение замедлится, остановится, и такая Вселенная сколлапсирует.
Способность исследуемых моделей темной энергии к кластеризации и их влияние на спектр мощности возмущений плотности материи зависят от того же соотношения и, дополнительно, от "эффективной скорости звука" в скалярном поле cs2, которая определяется его лагранжианом. Для скалярного поля с классическим лагранжианом cs2=1, с тахионным лагранжианом cs2=-w (в отличии от чисто баротропной жидкости, для которой cs2=ca2). Сделан вывод, что такие скалярные поля с разными значениями этих параметров могут быть принципиально различимыми.
На параметры космологических моделей с такими типами темной энергии наложены ограничения путем сравнения теоретических предсказаний с соответствующими наблюдательными данными по анизотропии реликтового излучения, соотношению "расстояние по светимости - красное смещение" для Сверхновых типа Іa, пространственному распределению ярких красных галактик и другим характеристикам. Для набора данных WMAP7+SDSS LRG DR7+Unіon2+HST+BBN получены следующие наиболее оптимальные значения космологических параметров и их 1у доверительные интервалы для моделей со свободным ca2: Щde=0.72-0.06+0.04, w0=-0.93-0.07+0.13, ca2=-0.97-0.03+0.97, щcdm=0.111-0.012+0.013, щb=0.0225-0.0013+0.0017, H0=69.2-5.1+4.2 км с-1 Мпк-1, t0=13.8-0.3+0.4 млрд. лет, ns=0.97-0.03+0.05, log(1010As)=3.07-0.08+0.11, zreі=10.3-3.3+3.9 для скалярного поля с классическим лагранжианом; Щde=0.72-0.05+0.04, w0=-0.97-0.03+0.17, ca2=-0.99-0.01+0.99, щcdm=0.113-0.013+0.010, щb=0.0229-0.0016+0.0014, H0=69.7-5.6+3.7 км с-1 Мпк-1, t0=13.7-0.3+0.4 млрд. лет, ns=0.97-0.04+0.04, log(1010As)=3.09-0.09+0.10, zreі=10.4-3.2+3.4 для скалярного поля с тахионным лагражианом. В то же время обнаружено, что этот набор данных не дает возможность установить надежные наблюдательные ограничения на ca2 из-за существенной негауссовости функции правдоподобия относительного этого параметра.
Проанализированы свойства скалярно-полевых моделей темной энергии с наиболее оптимальными параметрами и возможности их различия по данным наблюдательной космологии.
Ключевые слова: темная энергия, скалярное поле, динамика расширения однородной изотропной Вселенной, космологические возмущения, крупномасштабная структура Вселенной, параметры космологических моделей.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Різноманітність галактик, історія їх дослідження. Групи, скупчення, надскупчення та місцева група галактик. Великомасштабна структура Всесвіту, розширення метагалактики. Дослідження просторового розподілу та еволюції галактик; позагалактична астрономія.
реферат [23,8 K], добавлен 19.07.2010Виникнення скупчень галактик, відособлення і формування зірок і галактик, утворення планет і їх супутників. Гіпотеза про циклічність стану Всесвіту. Аргументи на користь "пульсуючого Всесвіту". Моделі Фрідмана як основа подальшого розвитку космології.
реферат [30,3 K], добавлен 01.05.2009Концепції космології: припущення А. Ейнштейна, висновки А. Фрідмана, емпіричний закон Хаббла, гіпотези Г. Гамова, реліктове випромінювання А. Пензіса і Р. Вільсона. Модель Всесвіту: великий вибух, поділ початковій стадії еволюції на ери; його структура.
реферат [27,0 K], добавлен 23.08.2010Механічна картина руху величезних мас Всесвіту і її глобальна структура. Виникнення структури Всесвіту — скупчень галактик, самих галактик з первинно однорідної речовини, що розширяється. Космологічна модель Всесвіту. Невидима речовина, прихована маса.
реферат [34,0 K], добавлен 01.05.2009Короткий опис будови Всесвіту, його космологічні моделі. Модель Великого Вибуху. Сутність фотометричного парадоксу Ольберса. Природа реліктового випромінювання. Інфляційна модель Всесвіту. Закон Хаббла (закон загального розбігання галактик), його зміст.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 24.05.2016Історія та значення відкриттям нової фізичної сутності – темної енергії, яка "розпирає" простір між галактиками і спричиняє прискорене розширення Всесвіту. Обґрунтування її сутності та напрямки пошуків. Гравітаційне поле темної енергії та його значення.
статья [158,8 K], добавлен 08.03.2016Дослідження методів вивчення знань з астрономії. Наша Сонячна система, її склад, характеристика планет (Земля, Луна, Сатурн, Марс). Малі тіла, комети, супутники планет та зорі. Наукові гіпотези про походження Всесвіту та основні етапи його розвитку.
презентация [756,4 K], добавлен 07.04.2011Історія відкриття та дослідження чорної діри, її космологія. Виникнення квантового випромінювання частинок згідно теорії С. Хокінга. Основні властивості чорних дір, реалістичні та гіпотетичні сценарії їх утворення. Аналіз вірогідності існування білих дір.
реферат [1,1 M], добавлен 30.01.2014Астрономія як наука про будову і розвиток космічних тіл і їх систем, історія розвитку. Загальна характеристика Всесвіту, поняття галактики та метагалактики. Зірки: створення, еволюція, характеристики та класифікація. Проблема походження життя у Всесвіті.
реферат [24,9 K], добавлен 01.05.2009Трактування проблем ролі та місії людини в космосі на базі розробленої світоглядної космологічної концепції. Аналіз невипадковості співвідношень і абсолютних значень світових констант. Поява живої матерії та енергії як необхідних компонентів Всесвіту.
реферат [35,6 K], добавлен 19.07.2010
