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从哈勃“常数”到宇宙微波背景辐射及其各向异性的发现，宇宙学已经发展到了一个令人振奋的精确宇宙学时代。现在，由观测知道:宇宙中大部分被我们看不见的所谓“暗物质“和“暗能量“所占据。2011的诺贝尔物理学奖授予了索尔·佩尔马特(S.Perlmutter)，莱恩·施密特(B.P.Schmidt)和亚当·里斯(A.G.Riess)三位科学家，表彰他们因超新星的研究而对宇宙学的贡献。三位科学家通过对超新星的研究发现了宇宙正在加速膨胀，而造成宇宙加速膨胀的物质就是所谓的暗能量，它拥有和普通物质不一样的“斥力”，从而抵消并且超过了万有引力的贡献造成宇宙加速膨胀。WMAP的观测结果也证实了“暗能量”的存在。虽然现在有很多暗能量的模型，但是我们对暗能量知道的还是很少。除了暗能量，宇宙中另一种主要成分是神秘的“暗物质“。对星系旋转曲线的观测研究证实了它们的存在。当然，解释旋转曲线也可以不需要暗物质，比如修改引力模型，超弦等等。暗物质引入之后的问题是:它们是由什么粒子组成，是由标准模型的粒子还是其它的未知粒子？通过一系列的观测和理论研究发现，暗物质必须满足以下几个条件:中性的，和普通物质的作用很弱，没有色荷(Color Charge)，在宇宙学的时间尺度上是稳定的。现在的观测和理论研究表明，标准模型里没有完全满足这些条件的候选者。除了标准模型，最引起人们注意的是超出标准模型，源于超对称和弦论的弱相互作用重粒子(Weakly Interacting Massive Particle，WIMP)，比如中性伴随子(Neutralino)，并且现在已经发展了一套比较完整的理论。 根据中性伴随子的理论，暗物质粒子可以和标准粒子发生相互作用，这样的作用可以使的原子核发生反冲，通过测量核的反冲能就可以确定暗物质粒子。这就是直接探测的原理。间接探测是通过对中性伴随子湮灭或者衰变的产物来确定暗物质粒子。根据理论，中性伴随子可以湮灭到标准粒子如光子，质子和反质子，电子和正电子等等。最近的PAMELA，FERMI和ATIC对正电子的观测有可能是暗物质的间接信号。 由于暗物质粒子可以湮灭到标准粒子，那么在宇宙演化过程中这些标准粒子会和宇宙介质相互作用，从而对宇宙的演化产生影响，如对宇宙微波背景的影响，对复合和再电离的影响等等。这样的影响可以反映在可观测的功率谱上。因此，我们可以通过已经观测到的功率谱来研究暗物质的一些性质。其次，由于暗物质的湮灭率和密度的平方成正比，所以暗物质湮灭对宇宙演化早期的影响要更大一些。另外，宇宙演化的晚期，结构开始形成，它们也增强了暗物质湮灭对宇宙演化的影响。我们研究了在宇宙演化早期，z～1100，暗物质湮灭对复合的影响，这样的影响可以很显著的反映在最后的温度功率谱上，同时我们也研究了暗物质湮灭对宇宙演化晚期，z≤30，对再电离的影响，对于这一时期的影响可以在极化功率谱上看出。同时，我们用现有的观测数据(WMAP)对暗物质的参数给出了限制。考虑到未来的观测，我们用Planck对暗物质参数的限制做了预期。除了暗物质的湮灭，我们也研究了暗物质衰变的情况并给出了相应的限制。由于暗物质可以湮灭到光子，所以大质量暗物质粒子的湮灭可以对高能γ射线背景有所贡献。我们研究了暗物质在整个宇宙演化过程中所贡献的γ射线背景，同时用Fermi对河外γ射线背景的观测对暗物质的参数给出了限制并和WMAP所得到的参数进行了比较。结构形成是现代宇宙学的一个重要研究领域。根据这一理论，宇宙现在的结构源于早期的密度扰动δρ/ρ～10-5。20世纪60年代， Zel dovich，Novikov，Hawking等人相继提出在宇宙早期如果存在大于0.3的密度扰动，那么就有可能形成原始黑洞(PBHs)。但是如果在宇宙早期密度扰动介于0.3和3×10-4之间，那么既不形成原始黑洞，也不形成现在的宇宙结构。2008年，Ricotti和Gould提出:在这样的情况下会形成一种非常致密的晕(Ultracompact Minihlaos)。类似于原始黑洞的形成，由于形成UCMHs的扰动很大，所以只能在一些特定的情况下才能形成，如宇宙相变。另一方面，由于UCMHs的密度很大，所以暗物质在UCMHs里的湮灭率是很大的，故这样的结构会对宇宙演化产生一定的影响。我们初步地研究了由于暗物质在这样的新物质结构中的湮灭而造成的对宇宙演化的影响。同时，我们也期望这样的新结构能够成为河外γ射线的源，因此我们研究了它们对河外γ射线背景的贡献并结合WMAP数据对它们的丰度给出了限制。