暗能量宇宙背景中黑洞的相关性质的研究

我们计划研究暗能量宇宙背景中黑洞的相关性质。为了研究这个问题，我们需要首先找到各种暗能量宇宙中的各种黑洞解，然后才能加以研究。文献中已有几个这样的解，但是人们发现这些解都存在严重的问题，因此，它们还不能真正描写暗能量宇宙背景中的黑洞解。所以，我们首先需要寻找这样的解。由于暗能量没有显著的成团效应，所以暗能量在宇宙中无处不在，无论是宏观的宇宙尺度还是局域的星系尺度，都有暗能量的分布。所以研究暗能量与黑洞的相互作用，可以从整体和局部来研究。整体上，我们将研究宇宙加速膨胀对黑洞有何影响；对于phantom暗能量主宰的宇宙，黑洞的命运是什么；是出现黑洞裸奇点还是被暗能量彻底撕裂；在局部上，我们将研究黑洞如何吸积暗能量；对于吸积phantom暗能量，黑洞的质量是否是真会减少；黑洞吸收暗能量时其准正则模的特征；如何从黑洞的准正则模读出暗能量的状态方程，从而排除和肯定一些暗能量模型等问题。

宇宙膨胀对局域的物理有何影响？这是一个看似简单，但其实还远远没有达成共识的问题。对于这个问题的研究，最早可以追溯到1933年McVittie的著名工作。在这一年，McVittie发表了著名的镶嵌在膨胀Friedmann-Robertson-Walker宇宙背景中的黑洞解。随后，爱因斯坦等人也投入了对这一问题的研究。后来形成了两种不同的观点。时间临近19世纪末，也就是1998年。在这一年，宇宙加速膨胀被发现，它表明宇宙中存在着一种暗能量。暗能量的出现给这个问题又增加了许多新的有趣的内容。 例如：1999年， Caldwell发现，如果宇宙最终被Phantom暗能量所主宰， 那么宇宙的命运将不是熟知的“大坍缩”，而是一种“大撕裂”。另一方面，2004年，Babichev等人的工作表明，如果宇宙中的黑洞吸收Phantom暗能量，则黑洞的质量不是增加，而是会减少。这些都是惊世骇俗的推论。 .那么，我们现在要问，在暗能量宇宙背景下，黑洞会具有哪些新的性质？宇宙(加速)膨胀与局域的物理还有何关系？本项目就是在这样的研究背景下展开的。具体地，我们：. 1).详细论证了著名的McVittie解不能描写物质、辐射或暗能量主导的宇宙中的黑洞解；2).论证了Faraoni-Jacques解、Vaidya解等都不能描写物质主导的宇宙中的黑洞解； 3).我们找到了物质主导的宇宙中的黑洞解；4).我们找到了一般的FRW宇宙中的黑洞解；5).我们找到了Quintom主导的宇宙中的黑洞解；6).我们研究了黑洞表观视界和宇宙表观视界的演化，讨论了“宇宙监督”问题。 .在暗能量研究方面，我们：1).我们运用三维的德拜模型修改了新近的熵引力理论；2).我们研究了ADM 形式的修改引力理论；3).我们提出了一种不同于Quintessence的标量场暗能量模型；4).我们研究了标量场与 Einstein张量耦合时，标量场的宇宙学演化；5).研究了具有Lagrange乘子场的宇宙学；6).把一般的Lorentz规范条件引入了标量矢量引力理论等。. 对于我们关于熵力的工作，韦浩教授从宇宙学上对这一模型进行了更加详细的讨论，从而严格限制了模型的参数。常哲研究员等人进一步研究了星系旋转曲线的问题。这个工作已被引用58次。关于Lagrange乘子场的问题，也引起了国内外学者的研究兴趣，已被引用15次。