相互作用暗能量模型的研究现状

本文简要介绍了相互作用暗能量模型研究的最新进展。首先介绍了几种目前比较流行的相互作用暗能量模型,接着详细分析了国内外在该领域的研究现状及发展动态。其中,针对大尺度不稳定性问题,本文着重强调了用来处理相互作用暗能量宇宙学扰动的参数化后弗里德曼(parametrized post-Friedmann,简称PPF)方法。研究表明该方法能够成功地在相互作用暗能量模型全部参数空间中消除其大尺度不稳定性问题。

Euclid实验数据对相互作用暗能量模型的预测限制

模拟了加入非线性理论不确定性误差的Euclid巡天数据,同时结合宇宙微波背景辐射(CMB)、BAO和Ia型超新星(SNe Ⅰa),利用马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)算法,在完整的参数空间下对wCDM模型进行预测限制,对暗能量与暗物质间的相互作用性质进行探讨.为了研究Euclid巡天项目对不同相互作用暗能量模型的耦合常数(β)、暗能量状态方程(w)等参数的限制效果,采用CMB+BAO+SNe Ia和Euclid+CMB+BAO+SNe Ia数据组合对4个相互作用暗能量模型进行了限制对比,得到结论如下:1)除了Qde ∝ 3βHρdevde模型,其他模型在加入Euclid模拟数据后,模型参数均得到了更好的限制.2)在各个模型中,用CMB+BAO+SNe Ia数据组合限制时,β均在1.2σ置信区间内不为0;当用Euclid+CMB+BAO+SNe Ia数据组合限制时,在Qde∝3βHρcvc、Qde∝3βHρcvde、Qde∝3βρdevc这3个模型中,均在1σ置信区间内不为0;在Qde∝3βHρdevde模型中,β在1.9σ置信区间内不为O.Euclid巡天实验结合CMB、超新星、哈勃参量的直接测量等宇宙学探针,将会帮助进一步了解暗能量、暗物质性质.

哈勃参量观测数据及其他数据对相互作用暗能量的观测限制

主要基于哈勃参量观测数据(OHD)、普朗克卫星的微波背景辐射数据(CMB)、重子声学振荡数据(BAO)和Ia型超新星数据(SNe)来限制宇宙学相互作用暗能量模型.利用马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)算法和Cosmo MC程序,用c2的方法实现模型中参数的数值拟合.OHD+SNe+CMB+BAO数据组合得到各参数的最佳拟合值及2s误差范围分别为:物质密度参数ΩW=m0.2919+0.0075-0.0075(1σ)+0.0151-0.0144(2σ),暗能量状态方程参数wX=-1.0374+0.0453-0.0452(1σ)+0.0898-0.0886(2σ)哈勃常数H0=69.6479+0.85809-0.8563(1σ)+1.6919-1.6768(2σ)相互作用因子=3.0976+0.1600-0.1609(1σ)+0.3153-0.3189(2σ)wx,的最佳拟合值满足+3<0wX即暗能量趋于转化为暗物质,表明宇宙学巧合性问题被轻微缓解.为了研究OHD对相互作用参数的限制效果,本文采用OHD,SNe和CMB+BAO数据组合对该模型进行了限制对比,得到结论如下:(1)当联合SNe,CMB+BAO,OHD能更紧密地限制相互作用暗能量模型,并且OHD具有缓解巧合性问题的潜力;(2)对于LCDM模型中+3wx表示暗物质和暗能量无相互作用的情形均包括在OHD+CMB+BAO,SNe+CMB+BAO,和OHD+SNe+CMB+BAO三组数据限制结果的1s范围.

高红移类星体数据对相互作用暗能量的观测限制

基于对120颗中等光度射电类星体(QSO)中致密结构的VLBI观测结果(0.46<z<2.76),结合Ia型超新星(SNIa)数据、2018年微波背景辐射(CMB)数据及重子声学振荡(BAO)数据,我们对一种相互作用模型(ξIDE)进行了精确观测检验,并期望对"巧合性"问题进行定量分析.我们用不同红移段的QSO子样本(120颗QSO、70颗低红移QSO、50颗高红移QSO)与SNIa的联合限制模型参数,结果显示如下.(1)由三种组合给出的(ξ,ω)参数值可知宇宙学巧合性问题仍然没有被缓解,ΛCDM仍然是与该观测符合最好的模型.(2)相较于单独使用SNIa数据作为宇宙学标准烛光,高红移的标准直尺QSO数据加入到SNIa里(SNIa+QSO)可以将相互作用暗能量模型参数限制得更紧密,从而进一步证实了中等亮度类星体作为标准直尺应用到宇宙学研究中的潜力.(3)SNIa与SNIa+QSO(低红移)之间不存在冲突问题.(4)在CMB+BAO+SNIa中引入射电类星体数据(CMB+BAO+SNIa+QSO),我们得到的哈勃常数最佳拟合值与SNIa+QSO及CMB+BAO+SNIa给出的结果在2σ误差范围内保持一致,并且进一步缓解了超新星与Planck2018给出的H0存在的冲突问题.

暗能量宇宙学的研究进展

介绍了暗能量宇宙学相关课题研究的一些最新的研究进展.作者多年来一直致力于暗能量问题的研究,近年来在暗能量相关课题方面开展了大量的研究工作,在若干方向取得了一系列有意义的进展.对这些课题研究的进展进行了简要介绍,主要内容包括:暗能量宇宙学模型的观测限制研究,暗能量与暗物质耦合参数的宇宙学测量,在宇宙学中称重中微子与搜寻惰性中微子的研究,遗迹中微子在银河系中的引力结团研究,利用引力波观测开展宇宙学参数估计的研究,暴胀宇宙学模型的观测限制研究.