项目简介：  

本项目属于引力与宇宙学研究领域，所有研究工作均在国内完成。

本项目为了超越宇宙学标准模型的局限，结合当前各种天文观测结果，利用解析与数值计算方法，从理论上对下述3个方面进行了研究：

⒈宇宙物质的组分及其动力学演化，特别对暗能量动力学模型的构建与分析。

⒉真空能几何依赖性的严格证明，采他函数正则化在真空能计算中的应用。

⒊各种宇宙弦等拓扑缺陷的性质及在天体物理中的应用。

本项目研究的主要发现点分成下述三个方面：

一、在宇宙学动力学方面，本项目首先提出快子场为暗能量候选者，还提出快子型phantom宇宙学，开拓了宇宙学动力学一个新的研究分支；本项目发现了phantom宇宙中存在着三类吸引子，是宇宙演化理论的重大进展；本项目构造了多分量暗能量模型，导出的新物理守恒量在宇宙演化中存在着普遍意义；本项目指出宇宙学查雷金气体可以是负动能的，作出该方面的开拓创新；本项目研究了非交换时空中的快子场暴涨，创建了一种解非齐次模方程的开拓性创新技术。二、在宇宙真空能方面，计算真空能几何依赖性的谱方法被权威学者认为最令人信服，计算结果已为美国学者在1998年实验证实，且为美国专利局主审所引证；本项目首创的广义采他函数正则化技术，纠正了分段弦不能使用谱采他函数正则化的观点。三、在宇宙拓扑缺陷方面，本项目所研究的拓扑缺陷引力系统对著名的"正质量猜测"提出了反例，得到原提出者的承认并修改了对"正质量猜测"的叙述；此外，还发现了在膨胀宇宙中宇宙弦圈的演化规律。

本项目发表的论文共得到他人独立引用1006次，其中有5篇被THOMSON 科技信息集团列为TOP 1%论文。正则化技术被编入2本国外研究生教材、1本专著。项目完成人曾任国际第15届广义相对论与引力大会的学术组织委员。

本项目研究总体上属于国际先进水平，在某些具体方向的研究上处于国际领先地位，对引力与宇宙学学科具有重大影响。

主要发现点：

本项目在引力与宇宙学方面进行了深入广泛的研究，取得了一系列开拓创新的成果，主要发现点分成下述三个方面：

一、在宇宙加速膨胀动力学机制方面，本项目首先提出快子场为暗能量候选者，创建了宇宙动力学研究的新手段，改变了以往只以普通标量场作为暗能量动力学场的传统观点，得到符合天文观测数据的结果，此外，还提出一种全新的暗能量模型——快子型phantom宇宙学，上述两项研究开拓了宇宙学动力学一个新的研究分支；本项目发现了phantom宇宙中存在着三类吸引子，这些吸引子分别对应宇宙演化三种命运，从而纠正了宇宙动力学中流行的phantom宇宙命运一定为Big Rip观点，指出还存在二种其他性质完全不同可能性，这对宇宙未来的演化理论而言，是一个重大的进展；本项目与卡德威等人同时独立构造了多分量暗能量模型，并首先构建多分量phantom模型，对于具有对称性的多分量模型，本项目所导出的新物理守恒量在宇宙演化中存在着普遍意义；本项目指出宇宙学查雷金气体既可以是正动能又可以是负动能的，使得查雷金气体模型解释暗能量态参数方程与WMAP的观测值不再存在冲突，作出查雷金气体理论研究的开拓创新；本项目还结合量子引力研究的重大进展——非交换时空观点，研究了非交换时空中的快子场暴涨和暴涨子场暴涨宇宙，得到了与观测一致的谱指标理论值，并创建了一种解非齐次模方程的开拓性创新技术。（学科分类：大爆炸宇宙论。支持该点论文：10篇代表性论文中1-7，主要论文中11-29。）

二、在宇宙真空能方面，计算真空能几何依赖性的谱方法被权威学者认为最令人信服，计算结果已为美国学者在1998年实验证实，时至今日，在基础物理学上的研究还能得到实验论证是十分难能可贵的，而且这个理论结果也为美国专利局主审所引证；本项目首创的广义采他函数正则化技术，纠正了分段弦不能使用谱采他函数正则化的观点，得到原提出者的承认，该技术在他人引文中至少10次被赞为“优雅的方法”，这是在谱采他函数正则化上一个重要的开拓创新。（学科分类：单复变函数、大爆炸宇宙论。支持该点论文：10篇代表性论文中8、9，主要论文中30-32。）

三、在宇宙拓扑缺陷方面，大爆炸宇宙必定导致产生拓扑缺陷，本项目所研究的拓扑缺陷引力系统对著名的“正质量猜测”提出了反例，得到原提出者的承认并修改了对“正质量猜测”的叙述，这是在引力系统研究方面的一个重大成果；此外，还发现了在膨胀宇宙中宇宙弦圈的演化规律，这是一个具有普遍性的结论。（学科分类：大爆炸宇宙论。支持该点论文：10篇代表性论文中10，主要论文中33-60。）

主要完成人：

1.  李新洲

制定整个项目研究计划方案，提出本项目所使用的各种计算方法，是所有论文的通讯作者。首创广义采他函数正则化技术，提出快子作为暗能量的观点，发现正质量猜测的反例，指导并参与其他所有发现点的提出。本项目中本人的工作占本人所有科研工作量的百分之九十。

2.  郝建纲

编写宇宙动力学系统分析的软件包。在主要发现点1中，提出GCG可作为为Phantom暗能量观点；构造了快子作为Phantom暗能量模型。是项目所有的87篇论文中20篇论文的主要作者，4篇THOMSON统计TOP1%论文的作者。本项目中本人的工作占本人所有科研工作量的百分之七十。

3.       刘道军

编写SNeIa、 CMBR系统数据分析的软件包。在主要发现点1中提出了brane世界上的快子作为Phantom暗能量的观点；提出了非交换时空暴涨高阶计算方法。是本项目所有87篇论文中15篇论文的主要作者，1篇THOMSON统计TOP1%论文的作者。本项目中本人的工作占本人所有科研工作量的百分之九十。

10篇代表性论文：

1.   Attractor solution phantom field/ PRD

2.   Phantom with Born-Infeld-type Lagrangian/ PRD

3.   Phantom cosmic dynamics: Tracking attractor and cosmic doomsday/ PRD

4.   Reconstructing the equation of state the tachyon/ PRD

5.   Constructing dark energy models with late time de Sitter attractor/ PRD

6.   Phantom field with O(N) symmetry in an exponential potential/ PRD

7.   Born-Infeld-type phantom on the brane world/ PRD

8.   Attractive or repulsive nature of the Casimir force for rectangular cavity/ PRD

9.   Generalized Riemann zeta-function regularization and Casimir energy for a piecewise uniform strings/ PRD

10.  The gravitational field of a global monopole/ CQG