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伽玛射线暴是来自宇宙空间的伽玛波段辐射突然增亮的天文现象，自1967年 Vela卫星发现以来，科学家已经基本确立了火球+激波的标准模型。20世纪90年代伽玛暴余辉的发现确认了它的宇宙学起源，其各向同性能量达到1053erg数量级，是自大爆炸后宇宙间最猛烈的爆发现象。按照爆发持续时间的不同，可以把伽玛暴分为长暴和短暴，持续时标平均值分别为30秒和0.3秒，对于它们的起源，目前也建立了长暴大质量塌缩星模型和短暴的双致密星合并模型。
由于伽玛暴爆发能量极高，使得它们在高红移处依旧可以被观测得到，目前最高红移的伽玛暴为GRB090423，红移达到8.2。因此伽玛暴也成为研究宇宙学的有力工具，包括宇宙学参数的限制，暗能量模型的限制，高红移恒星形成率，金属丰度演化，量子引力等研究。伽玛暴瞬时辐射与余辉辐射光度关系的发现，使得人们可以像Ⅰa型超新星那样将伽玛暴作为准标准烛光来研究宇宙学，尤其是高红移宇宙，其优势极其明显。
1998年，对Ⅰa型超新星的观测发现了宇宙加速膨胀的迹象，同时也迫使我们需要更强有力的距离指示器来研究高红移宇宙，因为红移超过1.7的Ⅰa型超新星是难以观测到的，同时研究上又结合宇宙背景微波辐射(CMB)的共同限制，而CMB最后散射截面的红移在1090左右，二者相差巨大，随着伽玛暴宇宙学的兴起，许多人认为伽玛暴可能是比较好的候选者。
当前解释宇宙加速膨胀的最简单模型为宇宙学常数模型(∧CDM)，该模型引入一种称为暗能量的成分，利用其具有负压强的性质，推动宇宙不断加速膨胀。
本论文主要围绕伽玛暴宇宙学展开：
第一章介绍伽玛暴不同时代的观测概况，回顾了伽玛暴的发现，康普顿天文台，BeppoSAX卫星，HETE-2卫星，Swift卫星和Fermi卫星的观测发现以及理论进展。
第二章介绍伽玛暴标准模型，包括火球模型和激波模型。
第三章简单介绍伽玛暴的能源机制，主要是长暴大质量塌缩星模型和短暴的双致密星合并模型。
第四章介绍伽玛暴相关的宇宙学概况，包括现代宇宙学，宇宙加速膨胀的发现，Ⅰa型超新星和宇宙微波背景辐射等，同时介绍几个广泛讨论的宇宙学模型及其最新限制结果，最后概述已发现的伽玛暴光度关系。
第五章是本人在伽玛暴宇宙学的主要工作，利用2010年最新的Union2数据库中557个Ⅰa型超新星拟合了四阶哈勃公式中的宇宙学参数q0，j0和s0，校准五个伽玛暴光度关系并绘制116个伽玛暴的哈勃图。综合116个伽玛暴数据，宇宙微波背景辐射WMAP7年观测数据，斯隆数字天空勘测计划中的重子声波震荡数据，对一些广泛讨论的暗能量模型进行了限制，对每一个模型进行精确的参数拟合并绘制参数间置信区间图，最后引入了贝叶斯信息判据(BayesianInformation Criterion，BIC)和Akaike信息判据(Akaike Information Criterion，AIC)对模型进行比较，发现JBP和ACDM模型是目前最好的模型。