暗物質與暗能量相互作用模型的研究與參數計算.pdf

1、自愛因斯坦提出含宇宙學常數的宇宙學模型后,宇宙學的問題在國際上開始受到廣泛關注。其中,隨著人類觀測技術的進步,暗物質與暗能量的問題逐漸成為今天最熱的話題。為了解釋今天觀測到的宇宙正在加速膨脹的現象,通常認為存在暗物質與暗能量,對此有兩種觀點。
　　 第一種觀點認為宇宙存在實體的暗物質與暗能量,它們可以用流體或是場來描寫。由于暗能量具有負壓強,推動宇宙加速膨脹。這種理論包括ACDM,ωCDM,Brans-Dicke,tachyon

2、模型等。在第一章,我們對全息暗能量模型進行了研究。同時認為,全息暗能量和暗物質間存在著很小的相互作用。研究指出,在1σ的誤差范圍內,全息暗能量的狀態(tài)方程能從ω＞-1過渡到ω＜-1。擬合出的減速因子支持今天觀測到的宇宙正在加速膨脹的事實。而且通過對熵的計算,發(fā)現在暗物質與暗能量間引入相互作用并不違反熱力學第二定律。在這項研究中相互作用強度的符號帶來了一些爭論。為此,第二章進行了具體的研究。我們沒有具體選定暗能量模型,通過分析不同觀測數據間

3、的兼容性,發(fā)現暗物質與暗能量間的相互作用是很小的正值。這個發(fā)現對解決巧合問題很有利,同時也滿足熱力學第二定律。
　　 第二種觀點認為是時空的幾何導致了加速膨脹。如果將暗能量看成是時空的幾何效應,就不再需要暗能量的存在,可以通過修改時空的結構來解釋今天的觀測。F(R)引力為我們提供了一種可能的方式。在第三章中,我們分別對最簡單的f(R)引力和物質曲率相互耦合的f(R)模型進行了研究。
　　 為對這些模型做出合理的判斷,采用

4、天文觀測數據來對這些模型進行限制是十分必要的。
　　 我們主要利用了兩種類型的數據。一種是基于宇宙膨脹歷史的數據,諸如最新Ia類型超新星的觀測數據,由三年的Wilkinson微波各向異性觀測所獲得的宇宙微波背景的shift參數,以及數字巡天觀測獲得的重子聲學振蕩測量,哈勃常數等;另一種是基于時間測量的數據,如35個星系年齡的觀測,以及星系團的X射線等觀測數據。我們在一、二、三章中分別采用這些數據來限制宇宙學模型的參數。