暗能量及其宇宙学相关问题

• 作 者: 夏俊卿
• 机 构: 中国科学院高能物理研究所
• 出 处: 中国科学院高能物理研究所
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 暗能量模

1998年，通过对Ia型超新星的观测，人们发现今天的宇宙是在加速膨胀的，而推动宇宙加速膨胀的是具有负压性质的暗能量，这是上世纪末宇宙学研究中最重要的发现之一。现如今，暗能量的物理性质已经成为现代宇宙学研究中的核心热点问题之一。我博士期间的工作主要就是围绕着暗能量及其宇宙学相关问题展开的。　　
因为暗能量的扰动性质在暗能量的理论研究和数值计算等方面都非常重要，在本论文中，我将首先基于双场Quintom暗能量模型，系统地研究并解决了当暗能量状态方程w越过-1时出现的扰动发散问题，同时还给出了在整体拟合暗能量状态方程时自洽处理暗能量扰动的新方法，并将其移植到目前通用的数值计算程序包CosmoMC中。其次，基于修改过后的程序，我使用目前最新的天文观测数据，如宇宙微波背景辐射数据、大尺度结构数据和超新星数据，对暗能量的状态方程、暴涨模型的相关参数以及三代中微子的质量和等宇宙学参数进行数值计算、整体拟合，并且详细地研究了暗能量状态方程与其他参数之间存在的简并性。此外我还考虑了利用未来的高精度实验数据来区分暗能量模型、打破参数之间简并性的可能性。第三，我提出了一种新的解决伽马射线暴观测数据的“循环问题”的方法，自洽地将伽马射线暴的观测数据用于宇宙学的研究中，并对暗能量的状态方程给出限制。最后，我利用宇宙学的方法，使用目前最新的宇宙微波背景辐射的极化观测数据来检验CPT对称性，并且发现了微弱的CPT破坏的迹象。这一结果还可以被未来的极化观测实验所检验。