24960.天文觀測對宇宙學的限制

1、分類號學校代碼041510542密級學號!QQⅡ10114天文觀測對宇宙學的限制0bservationalconstraintsoncosmology研究生姓名李正祥指導教師姓名、職稱余洪偉教授學科專業(yè)理論物理研究方向引力理論湖南師范大學學位評定委員會辦公室二零一二年三月天文觀測對宇宙學模型的限制IIIIIIIIIIII／IIIIIIIlUllIY2147238o1中文摘要在過去的1020年間，宇宙學從一門對觀測數(shù)據(jù)非?？释膶W科逐漸成

2、為了一門依靠觀測數(shù)據(jù)來推動其發(fā)展的學科。對許多關(guān)鍵的參數(shù)(例如，物質(zhì)密度分數(shù)Q札。，宇宙膨脹的減速因子qo)的測量精度可以控制在10％以內(nèi)。在1998年之前，人們一直認為宇宙膨脹的速度是減小的，令人感到非常驚奇的是，Ia型超新星的觀測結(jié)果卻表明現(xiàn)今的宇宙正經(jīng)歷著一個加速膨脹的過程?；谶@樣的觀測事實，人們推斷宇宙中存在一種能產(chǎn)生負壓強的物質(zhì)能量組分，即暗能量，并得出其占到宇宙總物質(zhì)能量的2／3左右。理解和認識暗能量的性質(zhì)是現(xiàn)代物理學所面

3、臨的最大挑戰(zhàn)之一。為了避開理解暗能量的奇異特性所帶來的挑戰(zhàn)，人們認為現(xiàn)有的愛因斯坦引力理論在宇宙的尺度上可能不再成立，而是需要對其進行適當?shù)男拚?，這些理論可以在不引入暗能量的情況下解釋宇宙的加速膨脹。迄今為止，大量的宇宙學模型被建立。同時，不同的天文觀測所得到的數(shù)據(jù)樣本越來越大，精度越來越高。這些數(shù)據(jù)將為我們揭開暗能量的神秘面紗，或者理解大尺度時的引力規(guī)律提供有力依據(jù)。因此，將理論模型和實驗觀測結(jié)果聯(lián)系起來是非常必要的。本文前一部分討論

4、了最新的觀測數(shù)據(jù)對一些主流的宇宙學模型的限制。我們發(fā)現(xiàn)，真空暗能量模型(ACDM)還是最被觀測(SNLS3Ia型超新星，宙微波背景輻射和重子聲學振蕩的數(shù)據(jù)，以及哈勃參數(shù)的數(shù)據(jù))所支持的候選者。然而，當只考慮SNLS3Ia型超新星數(shù)據(jù)時，DGP(膜世界理淪)最被實驗觀測所支持。其次，借助于暗能量狀態(tài)方程參數(shù)化的理論，我們利用觀測數(shù)據(jù)討論了宇宙膨脹加速度的演化，發(fā)現(xiàn)宇宙加速度有可能在過去的某時刻開始減小，甚至我們今天的宇宙已經(jīng)進入了減速膨脹