暴涨宇宙学及其CMB检验

The origin of the universe is one of the biggest puzzles in modern cosmology. Currently, the most mainstream theories of the primordial universe is the so-called inflation scenario. How to distinguish various inflation models by using the astronomical observations, has become one of the most popular research fields in cosmology. In this proposal, we plan to study inflation cosmology from both the theoretical and the observational sides. From the theoretical perspective, based on the previous works, we will focus on the following topics: 1. looking for the theoretical predictions of the scalar-tensor coupled inflation and the multi-stream inflation from the perspective of field theory. 2. Analysing the complicated structure of inflationary potentials. 3. Studying the impact of adding holographic dark energy into inflation scenario. 4. Constructing new inflation models by using the holographic principle. 5. applying the holographic principle to other fields of physics (such as fluid and QCD). From the observational perspective, we will study the following questions: (1) How to test various inflation models by using the gravitational wave signal in the CMB data? (2) How to test various inflation models by using the quantum standard clock signal in the CMB data? (3) How to deal with the CMB data so that we can get better constraints on dark energy? The studies of this project will be very helpful for deepening the understanding of the origin of the universe, and for helping us better understand the application of the holographic principle in cosmology.

宇宙起源是现代宇宙学最大的疑难问题之一。目前最主流的原初宇宙理论是所谓的暴涨图像。如何用天文观测来区分各种暴涨模型，已成为宇宙学最热门的研究领域之一。我们计划在本项目中，从理论和观测两个方面对暴涨宇宙学进行研究。从理论方面，基于前期工作，我们将关注以下课题：1、从场论出发寻找标量张量耦合暴涨和分叉暴涨的理论预言。2、分析暴涨势可能存在的其他复杂结构。3、研究在暴涨图像下加入全息暗能量的影响。4、直接用全息原理构造新的暴涨模型。5、考察全息原理在其他物理学系统（例如流体和QCD）中的应用。从观测方面，我们将研究以下问题：（1）如何用CMB数据中的引力波信号来检验各种暴涨模型？（2）如何用CMB数据中的量子标准时钟信号来检验各种暴涨模型？（3）如何处理CMB数据来得到更好的关于暗能量的限制？本项目的研究有助于加深人们对于宇宙起源的理解，同时让我们更好地理解全息原理在宇宙学中的应用。

宇宙起源是现代宇宙学最大的疑难问题之一。目前最主流的原初宇宙理论是所谓的暴涨图像。如何用天文观测来区分各种暴涨模型，已成为宇宙学最热门的研究领域之一。在此项目中，我们从理论和观测两个方面对暴涨宇宙模型进行了研究。. 从理论方面，我们发表了一篇改进全息暗能量模型的论文，给宇宙学观测提供了一个可能的解释，并研究了超新星宇宙学中超新星数据对宇宙学拟合的一些影响。进而对几种暗能量模型进行比较，分析得出宇宙学常数模型对观测拟合效果最佳。此外，对渐近平坦的D3膜黑洞解进行微扰后得到一个有效的流体系统并构造出了声学黑洞。. 从观测方面，我们提出了一种在伽马射线暴喷流的中微子湮灭框架下估计中微子湮灭效率的新方法，并根据观测计算出了中微子湮灭效率的下限。我们在国际上首次提出了伽马射线暴的非对称喷流可以引起中心天体的振荡，进而产生引力波辐射。探测此种引力波可以用来鉴别伽马暴的中心天体。我们基于Alcock–Paczynski (AP) 效应，提出了切片AP方法，此方法可以作为一种稳定的大尺度结构信息提取手段。在此方法的基础上，对于切片AP方法在傅里叶空间中的应用进行了拓展，发现对于一定的小尺度区域中，切片AP方法依然可以显著地从红移畸变效应的干扰中将宇宙学中的几何信息提取出来。