引力动力学局域化的天体物理与宇宙学后果

本论文回顾了Randall-Sundrum型膜世界的宇宙学和天体物理精确模型及其物理意义。我提出了新的见解，并通过全息思想展示了它们与量子理论的类比。在天体物理学中，我研究了球对称静态恒星和球对称坍缩天体这两个基本模型。我展示了静态恒星压强的匹配如何编码膜世界效应。此外，我研究了真空外部问题，并推测了一个唯一性定理。进一步，我展示了膜世界中坍缩尘埃云具有非静态外部，这与广义相对论情形形成对比。这种非静态行为与必须释放的“剩余势能”的存在有关，产生非零能量通量。通过全息，这可以与霍金过程联系起来，给出膜张力的间接测量。在宇宙学中，我研究了通过将Gauss-Bonnet组合引入作用量而得到的Randall-Sundrum型模型的推广。我阐明了研究膜模型所需的连接条件，并获得了宇宙学动力学，表明即使在膜的薄壳极限下，Gauss-Bonnet项也意味着物质和几何分布的非平凡内部结构。独立于所使用的引力理论，我展示了如何推导修正的Friedman方程，以及它如何与该理论的黑洞解相关联。通过全息，我还展示了如何在最简单的Randall-Sundrum型场景中从四维视角量子力学地解释该黑洞的质量。