早期宇宙的化学

在Friedmann宇宙学模型的框架下，考虑了原初气体中分子形成的过程，研究范围从红移$z=10^4$到$z=0$。首先，对87个与膨胀宇宙物理环境相关的气相反应速率（碰撞和辐射过程）进行了全面分析和批判性讨论。在此基础上，计算了21种分子物种随红移的丰度，一致地评估了H2、HD和LiH分子引起的分子加热和冷却。本工作的一项主要改进是对氢复合采用了更好的处理方法，使得电子和H+在冻结时的丰度相比先前研究减少了2-3倍。我们发现，在标准模型中，红移$z=1$处的残余分数电离度为$3.02\times 10^{-4}$，主要分子物种的分数丰度为H2/H=$1.1\times 10^{-6}$，HD/H2=$1.1\times 10^{-3}$，HeH+/H=$6.2\times 10^{-13}$，LiH+/H=$9.4\times 10^{-18}$，以及LiH/LiH+=$7.6\times 10^{-3}$。最后，我们提供了H2、HD和LiH在广泛密度和温度范围内的精确冷却函数，可方便地用于各种宇宙学应用。