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本文在膜世界模型的框架内讨论了宇宙学的4个问题，即膜世界模型的暴胀吸引子，广义DGP膜上的暴胀，非镜像对称广义DGP膜世界量子产生和带有一个bulkGauss-Bonnet修正项的DGP模型中w穿过-1的几何暗能量模型，得到了一些有意义的结果。
膜世界模型是近年来高能物理和宇宙学最重要和最富有成果的概念之一，本文首先讨论了提出膜世界模型的动机，随后对膜世界模型及膜宇宙学作了综述，然后研究了膜世界模型中暴胀吸引子，发现初始动能项的存在不能制止暴胀的开始，膜世界图像中的暴胀轨线比标准模型中的相应轨线更快的达到慢滚相。
LCDM模型是当前宇宙学一个自洽的模型，能解释大量观测结果，但也遗留若干重要问题，例如暴胀场的本质，大爆炸奇性，暗能量的本质。本文在膜世界模型框架内讨论了这些问题。
暴胀是早期宇宙研究中的一个主要观念。第三章研究了膜世界模型中暴胀吸引子的行为。当前暴胀模型很多，但暴胀场的本质还不清楚。本文研究了在广义DGP(Dvali-Gabadadze-Porrati)膜上的暴胀模型，发现一个由带有指数势的单标量场推动的暴胀能够自动退出，这是标准模型下没有的优点。而且这个暴胀模型的原初谱有很大的负跑动，这与观测相符，同时保持模型的其他参数在一个合理的范围内。
量子宇宙学是量子引力理论在宇宙学上的一个尝试。本文研究了一个带有非镜像对称的bulk的膜世界量子产生问题。详尽分析了3种—正曲率，Ricci平直，负曲率的膜瞬子解。在路径积分量子引力理论中，作用量与产生概率直接相关，因此本文计算了不同膜瞬子的作用量。
Ia超新星的最新数据分析表明，暗能量很可能是一个动力学场，并且它的状态方程参数可能跨过-1。这是一个比宇宙加速更令人意外的结果。本文发现，加上两个曲率修正项的RS膜模型能满足这个要求。这两个曲率修正项是bulk中的Gauss-Bonnet项和膜上的诱导引力(标量曲率)项。这给暗能量提供了一个纯几何解释。