论文部分内容阅读
本文介绍了对于宇宙学扰动理论及微波背景辐射物理中若干问题的研究。
Horava-Lifshitz(HL)引力理论作为通往量子引力理论的一种大胆尝试，具有紫外完备性及表观可重整性等优点，因此受到了广泛的关注。第三章中，我们在平坦宇宙背景中先后研究了HL理论的“可投影性模型”与“健康的推广模型”中标量扰动的动力学，发现在这两种模型中都存在有额外的标量引力子，且在一定的参数空间中是稳定的。
尽管暴胀宇宙学在预言宇宙微波背景辐射的功率谱方面取得了巨大成就，但功率谱只表现出统计量之间的高斯性。从场论的观点来看，这只是反映出该系统中自由部分，而其相互作用部分则由三点或更高点关联函数表现出来。相比于高斯部分，扰动的非高斯性则包含着关于宇宙早期物理机制更多的、更为深层的信息，这有助于我们区分和检验不同暴胀模型。第四章中，我们计算了一般单场暴胀模型中完整的原初曲率三谱与多场Dirac-Born-Infeld暴胀模型中熵扰动对于原初三谱的贡献，并对各种类型的谱形进行了详细的讨论。
对涡旋/椭圆星系以及富星系团等的观测数据表明我们的宇宙从几个kpc到几个Mpc的尺度上弥漫着强度从数百nG到几μG的磁场。尽管到目前为止我们没有原初磁场在更大尺度上存在的证据，但是我们可以提出这样一个大胆地猜想：我们的宇宙在更大尺度上是否也是被磁化的呢?第五章中，我们研究了原初磁场的标量扰动对于宇宙微波背景辐射功率谱以及双谱的影响。我们发现尽管原初磁场对于功率谱的贡献相比于原初曲率扰动要小，但是由于原初磁场能量密度及各向异性张量本身的非高斯性导致了其对于双谱的贡献与原初曲率扰动相比处于同一量级上面。由于产生机制的不同，原初磁场模型的双谱具有独特的谱形，因此微波背景辐射的非高斯性可以作为检验原初磁场模型的工具。