在天體物理學和宇宙學中,黑洞、拓撲缺陷和孤子星是被經(jīng)常討論的三類相對論性緊致天體。黑洞是愛因斯坦方程的解,且是一種簡單而優(yōu)美的相對論性天體,它僅僅需要用幾個參量如質量,電荷和角動量就能確定。研究黑洞擬正則模的動因之一就是確定黑洞的特征參量。擬正則模是指黑洞受到外界擾動后的后期出現(xiàn)的一類不斷振蕩衰減的特征信號,這些特征信號由黑洞的特征參量決定的。拓撲缺陷是早期宇宙相變而產(chǎn)生的相對論性緊致天體。自發(fā)對稱破缺為拓撲缺陷提供了一個形成機制,在相對論性場論中得到了穩(wěn)定拓撲缺陷的解。如果對稱性是規(guī)范對稱性,稱拓撲缺陷為局部的;如果對稱性是整體的,則稱其為整體拓撲缺陷。這些拓撲缺陷能解釋宇宙標準模型未能解決的很多問題,如宇宙結構的起源,重子不對稱,星系的形成和演化等。孤子星是相對論性非線性場論中的拓撲缺陷,這類拓撲缺陷具有恒星到星系的質量。孤子星很可能在早期宇宙中就已形成并可能是暗物質的候選者。我們在這篇論文中分別研究了Schwarzschild-AdS小黑洞,弦黑洞和聲學黑洞的擬正則模與它們的特征參量之間的關系,還研究了暗能量對整體單極子演化的影響。 本文共由四個部分組成:首先我們對黑洞、拓撲缺陷和孤子星三類相對論性緊致天體作一個簡明的,且與全文自洽的評述,作為論述我們研究結果的準備知識。在第二部分中,我們分別用有限差分法和譜方法計算了Schwarzschild黑洞的擬正則模。我們發(fā)現(xiàn)當黑洞處于基態(tài)(n=0)時,黑洞擬正則模的振動周期隨著小黑洞的視界r_+的變小而減小,而衰減頻率緩慢地減小;擬正則模的振蕩周期和衰減周期都隨著角量子數(shù)l的增加而變小。此外,黑洞擬正則頻率的實部和虛部都隨著n的增加而增大,這里的n＞0表示黑洞處在激發(fā)態(tài)。再用有限差分法研究了弦黑洞的擬正則模和弦黑洞的特征參量之間的關系。在1+1維弦黑洞時空中擬正則模的振蕩周期隨著黑洞質量的增加而變小,而其衰減周期稍微有所增大;擬正則模的振蕩頻率和衰減周期都隨著參量Q的增加而增大。在1+3維弦黑洞時空中擬正則模的振蕩周期和衰減周期都隨著視界的增大而變大。在第三部分中,我們研究了聲學黑洞的擬正則模和拖尾信號。聲學黑洞是根據(jù)超聲速流體理論在實驗室里構造的一種類黑洞。我們用有限差分法研究了1+3維聲學黑洞的擬正則模和它的特征參量的關系,同時也計算了它的晚期拖尾信號。對于l≥2,我們的數(shù)值結果與用WKB法的一階,三階和六階近似得到的結果一致,它還表明聲學黑洞的晚期拖尾信號是以冪律形式衰減的,其衰減表達式為φ≈7.36×10~(-32)t~(-10)。聲學黑洞的擬正則模振蕩頻率和衰減周期都隨著角動量l的增加而增大。當l趨于很大時,擬正則頻率的實部隨著角動量l的增加而線性增大而虛部則趨向于某個數(shù)。在第四部分中,我們研究了在quintessence中整體單極子的演化。討論了在球對稱quintessence中整體單極子的愛因斯坦方程解。這個新的愛因斯坦方程解跟狀態(tài)方程參量w_q有關。我們發(fā)現(xiàn)整體單極子在單極子核外產(chǎn)生一個類de Sitter的引力場以及一個立體欠缺角。當w_q→-1/3時quintessence的密度趨于零,所以w_q=-1/3的整體單極子解不存在。quintessence中整體單極子的外視界半徑隨著quintessence的密度減小而增大。
【學位單位】：上海師范大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2008
【中圖分類】：P145.8
【部分圖文】：

黑洞時空中波函數(shù)隨著m的變化。選取q=0.99，Q=_類蓬二重二住.0舀必.白日今，5口公、1勺，L’，".，‘鰭盜乃約到.﹄··-l，·蘭州咔石‘密lwees..…:-!﹄J，備.理‘.，.刁;Il.r口‘日﹄戶...‘...‘t布下‘各，.，‘，，，‘.‘.!!.….r~d一:洲川日lee一.書川弓嗚.圖2.4:1+1維弦黑洞時空中波函數(shù)隨著q的變化而變化。

我們將分別討論在1+1維弦黑洞時空中和在1+3的數(shù)值計算結果。、、—mmm=礴礴、、·’~門門二333啊啊啊箕箕箕箕蠶蠶蠶飛飛立立立...{{{{{{{{_二弦黑洞時空中波函數(shù)隨著m的變化。選取q=0.99，Q=4

維弦黑洞時空中波函數(shù)隨著Q的變化。選取m=1，q=0.99和表2.3:1+1維弦黑洞的擬正則模qqqqqnnnSemi一analytieeeWKBmethodddmmmmmmmethoddddd000.98880000.2109一0.21951110.2042一0.224711111111110.1991一0.70121110.1906一0.726311122222220.1976一1，17801110.1911一1.221711133333330.1971一1.65311110.1938一1.1714111000.9999OOO0.2199一0.22461110.2068一0.227411111111110.2133一0.69591110.1821一0.7168111
【共引文獻】

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本文編號：2887919