對ｆ（Ｒ）宇宙學理論中宇宙早期演化之研究

A Study on the Early Cosmic Evolution in f(R) Cosmology

趙瑀心(Chao Yu-Hsin)

指導教授 ： 李沃龍

國立臺灣師範大學/理學院/物理學系/碩士(2012年)

摘要

早期宇宙學研究中，認為宇宙的組成為一般物質與輻射。然而1998年，SNIa觀測結果顯示：宇宙正在加速膨脹。由於只有一般物質與輻射的宇宙並不會加速膨脹，為解釋此現象，科學家引入Λ-CDM模型。但此模型雖解釋了宇宙加速膨脹，卻有宇宙常數問題。為避免使用宇宙常數，科學家轉往嘗試其他模型；本研究將重點置於f(R)重力理論的宇宙演化中。

由於f(R)重力理論的宇宙早期演化與廣義相對論十分接近，故人們以廣義相對論宇宙早期演化的行為作為此模型早期行為的近似。本研究修改CAMB程式，由宇宙極早期開始演算f(R)重力理論的宇宙演化，比較其與廣義相對論計算所得的差異，推論先前人們的近似法是否合理。

本研究測試f(R)設計者模型與其餘四種f(R)模型，發現對於一新的f(R)模型，其與廣義相對論演算所得的差異在紅移z=65之後可能大於10^{-3}。故以廣義相對論早期的演化作為f(R)重力理論宇宙早期行為的近似一法，最晚只可用到z=65，晚於此時間，f(R)重力理論宇宙的演化與廣義相對論的差異將不可忽略。

關鍵字

宇宙學 ； f(R)重力理論 ； CAMB ； f(R)設計者模型

參考文獻

[2] William C. Keel "The Road to Galaxy Formation (2nd ed.)". Springer-Praxis. (2007) ISBN 978-3-540-72534-3.

[3] S. Perlmutter et al. (The Supernova Cosmology Project) (1999). "Measurements of Omega and Lambda from 42 high redshift supernovae". Astrophysical J. 517 (2): 565–86. arXiv:astro-ph/9812133. Bibcode 1999ApJ...517..565P. DOI:10.1086/307221.

[4] Adam G. Riess et al. (Supernova Search Team) (1998). "Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant". Astronomical J. 116 (3): 1009–38. arXiv:astro-ph/9805201. Bibcode 1998AJ....116.1009R. DOI:10.1086/300499.

[5] G. Paal et al. (1992). "Inflation and compactification from galaxy redshifts?". ApSS 191: 107–24. Bibcode 1992Ap&SS.191..107P. DOI:10.1007/BF00644200.

[6] N. Jarosik et al. (2010). "Seven-Year Wilson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Sky Maps, Systematic Errors, and Basic Results". [arXiv:1001.4744v1 astro-ph.CO]]