哈勃参量：当前宇宙学研究的重要战略方向

哈勃参量H(z)的理论研究和数据观测使人们能够更加清楚地理解宇宙学的"三朵乌云"——暗物质、暗能量、黑暗时代。因此,近年来,学界对哈勃参量的研究热度持续升温。本文是对哈勃参量研究问题的综述,详述了目前三种独立的观测H(z)的方法:年龄微分法、径向BAO(重子声学震荡)大小法和引力波标准汽笛法,以及此领域的研究进展。利用哈勃参量观测数据(OHD)限制宇宙学模型是对SN、BAO、CL和WL等观测数据限制宇宙学模型的强有力的补充。目前,宇宙学中的关键问题之一是各种宇宙学参量的限制,尤其是暗能量的本质及其状态方程是动力学还是常数、暗能量的均匀性和各项异性等问题。哈勃参量的优势表明,OHD正是解决这些问题的很好尝试。

基于双中子星引力波标准汽笛法测量的哈勃参量对于宇宙学参数的限制能力的预言

展示了一种新的测量哈勃参数(H(z))的方法的应用,并用定义品质因子的方式对其所得H(z)进行了评估.这种测量H(z)的方法基于对双中子星系统的引力波汽笛法的分析,其中利用了光度距离(dL)的各向异性.引力波的成功探测预示着引力波标准汽笛法潜在的可能性.在此之前对其相应效果进行预言和研究是十分必要的.把这种方法应用在几个比较主流的引力波探测项目上,并进行Fisher Matrix的计算,包括advanced LIGO(aLIGO)、Einstein telescope(ET)、DECIGO等.结果显示,aLIGO和ET测得的H(z)精度都比较差,而DECIGO测得的H(z)显示出良好的精度.利用DECOIGO得到的H(z)的相对误差信息,对H(z)进行模拟,然后用贝叶斯定理对宇宙学参量进行预言,最后利用画contour图和计算品质因子(FoM)方法评估出其限制宇宙学参量的能力.对于DECIGO 3a观测的引力波标准汽笛法,其相应H(z)数据的品质因子为170.82.如果进行10a期的观测,其相应H (z)数据的品质因子更是高达569.42.显示出引力波标准汽笛法的极大前景和潜力.

宇宙黑暗面(3D宇宙)的限制和哈勃参量的观测数据——哈勃参量宇宙学

哈勃参量(H(z))的数据观测对于人们能够更加清楚地认识宇宙学的"三朵乌云"——暗物质、暗能量、黑暗时代——很有助益,因此近年来,对哈勃参量的数据观测问题的研究持续升温,这篇文章就是对这一问题的回顾和整理.目前,主要有三种独立的通过观测测量H(z)的方法,我们将之总结为年龄微分法、径向BAO(重子声学震荡)大小法和引力波标准汽笛法.在这篇文章中,我们首先介绍宇宙学中的基本概念,如膨胀的宇宙中的时空坐标等,随后将是对这三种方法的说明,包括误差的来源等.本文还会展示哈勃参量的观测数据在限制宇宙学模型和宇宙学参量方面的优势以及所起的巨大作用,以及一些在数据应用过程中出现问题的讨论.最后,我们总结一些即将实施的可以大幅提高数据精度的观测计划.