項目簡介：  

本項目屬于引力與宇宙學研究領域，所有研究工作均在國內完成。

本項目為了超越宇宙學標準模型的局限，結合當前各種天文觀測結果，利用解析與數值計算方法，從理論上對下述3個方面進行了研究：

⒈宇宙物質的組分及其動力學演化，特別對暗能量動力學模型的構建與分析。

⒉真空能幾何依賴性的嚴格證明，采他函數正則化在真空能計算中的應用。

⒊各種宇宙弦等拓撲缺陷的性質及在天體物理中的應用。

本項目研究的主要發現點分成下述三個方面：

一、在宇宙學動力學方面，本項目首先提出快子場為暗能量候選者，還提出快子型phantom宇宙學，開拓了宇宙學動力學一個新的研究分支；本項目發現了phantom宇宙中存在著三類吸引子，是宇宙演化理論的重大進展；本項目構造了多分量暗能量模型，導出的新物理守恒量在宇宙演化中存在著普遍意義；本項目指出宇宙學查雷金氣體可以是負動能的，作出該方面的開拓創新；本項目研究了非交換時空中的快子場暴漲，創建了一種解非齊次模方程的開拓性創新技術。二、在宇宙真空能方面，計算真空能幾何依賴性的譜方法被權威學者認為最令人信服，計算結果已為美國學者在1998年實驗證實，且為美國專利局主審所引證；本項目首創的廣義采他函數正則化技術，糾正了分段弦不能使用譜采他函數正則化的觀點。三、在宇宙拓撲缺陷方面，本項目所研究的拓撲缺陷引力系統對著名的"正質量猜測"提出了反例，得到原提出者的承認并修改了對"正質量猜測"的敘述；此外，還發現了在膨脹宇宙中宇宙弦圈的演化規律。

本項目發表的論文共得到他人獨立引用1006次，其中有5篇被THOMSON 科技信息集團列為TOP 1%論文。正則化技術被編入2本國外研究生教材、1本專著。項目完成人曾任國際第15屆廣義相對論與引力大會的學術組織委員。

本項目研究總體上屬于國際先進水平，在某些具體方向的研究上處于國際領先地位，對引力與宇宙學學科具有重大影響。

主要發現點：

本項目在引力與宇宙學方面進行了深入廣泛的研究，取得了一系列開拓創新的成果，主要發現點分成下述三個方面：

一、在宇宙加速膨脹動力學機制方面，本項目首先提出快子場為暗能量候選者，創建了宇宙動力學研究的新手段，改變了以往只以普通標量場作為暗能量動力學場的傳統觀點，得到符合天文觀測數據的結果，此外，還提出一種全新的暗能量模型——快子型phantom宇宙學，上述兩項研究開拓了宇宙學動力學一個新的研究分支；本項目發現了phantom宇宙中存在著三類吸引子，這些吸引子分別對應宇宙演化三種命運，從而糾正了宇宙動力學中流行的phantom宇宙命運一定為Big Rip觀點，指出還存在二種其他性質完全不同可能性，這對宇宙未來的演化理論而言，是一個重大的進展；本項目與卡德威等人同時獨立構造了多分量暗能量模型，并首先構建多分量phantom模型，對于具有對稱性的多分量模型，本項目所導出的新物理守恒量在宇宙演化中存在著普遍意義；本項目指出宇宙學查雷金氣體既可以是正動能又可以是負動能的，使得查雷金氣體模型解釋暗能量態參數方程與WMAP的觀測值不再存在沖突，作出查雷金氣體理論研究的開拓創新；本項目還結合量子引力研究的重大進展——非交換時空觀點，研究了非交換時空中的快子場暴漲和暴漲子場暴漲宇宙，得到了與觀測一致的譜指標理論值，并創建了一種解非齊次模方程的開拓性創新技術。（學科分類：大爆炸宇宙論。支持該點論文：10篇代表性論文中1-7，主要論文中11-29。）

二、在宇宙真空能方面，計算真空能幾何依賴性的譜方法被權威學者認為最令人信服，計算結果已為美國學者在1998年實驗證實，時至今日，在基礎物理學上的研究還能得到實驗論證是十分難能可貴的，而且這個理論結果也為美國專利局主審所引證；本項目首創的廣義采他函數正則化技術，糾正了分段弦不能使用譜采他函數正則化的觀點，得到原提出者的承認，該技術在他人引文中至少10次被贊為“優雅的方法”，這是在譜采他函數正則化上一個重要的開拓創新。（學科分類：單復變函數、大爆炸宇宙論。支持該點論文：10篇代表性論文中8、9，主要論文中30-32。）

三、在宇宙拓撲缺陷方面，大爆炸宇宙必定導致產生拓撲缺陷，本項目所研究的拓撲缺陷引力系統對著名的“正質量猜測”提出了反例，得到原提出者的承認并修改了對“正質量猜測”的敘述，這是在引力系統研究方面的一個重大成果；此外，還發現了在膨脹宇宙中宇宙弦圈的演化規律，這是一個具有普遍性的結論。（學科分類：大爆炸宇宙論。支持該點論文：10篇代表性論文中10，主要論文中33-60。）

主要完成人：

1.  李新洲

制定整個項目研究計劃方案，提出本項目所使用的各種計算方法，是所有論文的通訊作者。首創廣義采他函數正則化技術，提出快子作為暗能量的觀點，發現正質量猜測的反例，指導并參與其他所有發現點的提出。本項目中本人的工作占本人所有科研工作量的百分之九十。

2.  郝建綱

編寫宇宙動力學系統分析的軟件包。在主要發現點1中，提出GCG可作為為Phantom暗能量觀點；構造了快子作為Phantom暗能量模型。是項目所有的87篇論文中20篇論文的主要作者，4篇THOMSON統計TOP1%論文的作者。本項目中本人的工作占本人所有科研工作量的百分之七十。

3.       劉道軍

編寫SNeIa、 CMBR系統數據分析的軟件包。在主要發現點1中提出了brane世界上的快子作為Phantom暗能量的觀點；提出了非交換時空暴漲高階計算方法。是本項目所有87篇論文中15篇論文的主要作者，1篇THOMSON統計TOP1%論文的作者。本項目中本人的工作占本人所有科研工作量的百分之九十。

10篇代表性論文：

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