暗能量問題的數(shù)值研究.pdf

1、自1998年超新星觀測發(fā)現(xiàn)宇宙加速膨脹，暗能量問題已經(jīng)成為物理學(xué)界最受關(guān)注的研究課題之一。暗能量的起源、性質(zhì)都是謎。它向物理學(xué)家們提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，即所謂的“宇宙學(xué)常數(shù)問題”：為什么暗能量的能量密度這么??？為什么當(dāng)前暗能量的密度與物質(zhì)在同一個(gè)數(shù)量級上？為此，理論學(xué)家們作了非常多的努力，從各種不同的角度提出了很多暗能量理論模型，但是仍然沒能解決暗能量問題。
　　 在沒有強(qiáng)有力的理論指導(dǎo)的情況下，我們需要轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)，希望宇宙學(xué)觀測能夠

2、提供更多解決暗能量問題的線索。幸運(yùn)的是，目前宇宙學(xué)家們已經(jīng)發(fā)展了超新星，重子聲學(xué)震蕩，宇宙微波背景輻射，弱引力透鏡等多種暗能量觀測手段。這些觀測進(jìn)一步確認(rèn)了宇宙加速膨脹，并極大地提高了暗能量的觀測精度。展望未來，宇宙學(xué)家們也在雄心勃勃地籌劃LSST，SKA等大型暗能量探測項(xiàng)目，希望通過更加精確的探測幫助我們揭開暗能量的神秘面紗。
　　 研究生期間，我利用宇宙學(xué)觀測數(shù)據(jù)對暗能量問題作了一系列數(shù)值模擬研究。我們開發(fā)了穩(wěn)定可靠的宇宙學(xué)

3、數(shù)值模擬程序，能夠方便地完成暗能量模型的數(shù)據(jù)擬合。我們的主要研究工作如下：
　　 我們細(xì)致地研究了我的導(dǎo)師李淼老師提出的全息暗能量模型。理論上，我們提出了全息氣體模型；數(shù)值上，我們作了一系列工作，包括不同紅外截?cái)嗄Ｐ偷谋容^，相互作用與曲率的觀測限制，全息暗能量的推廣，以及全息暗能量與暗物質(zhì)相互作用問題。
　　 我們也研究了其他一些暗能量模型。我們利用最新的觀測數(shù)據(jù)對九種暗能量模型與五種修改引力模型作了限制、比較，并重構(gòu)了

4、修改引力模型中的宇宙結(jié)構(gòu)增長歷史。我們還研究了一類能夠在過去光錐上完全重構(gòu)宇宙學(xué)常數(shù)觀測的不均勻宇宙模型，并提出利用宇宙年齡檢驗(yàn)來鑒別這類模型。
　　 我們詳細(xì)研究了暗能量重構(gòu)課題。我們利用紅移分段，多項(xiàng)式差值等參數(shù)化手段仔細(xì)分析了Constitution，Union2以及SNLS3超新星數(shù)據(jù)。對宇宙膨脹歷史、暗能量狀態(tài)方程、以及暗能量動力學(xué)演化作了詳細(xì)的討論研究。我們發(fā)現(xiàn)，Constitutiorl數(shù)據(jù)傾向于動力學(xué)演化的暗能量