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本文介绍了宇宙学微扰论,宇宙微波背景辐射和暗能量中若干问题的研究。
最近提出的Ho(r)ava-Lifshitz引力理论因为其表观可重整等优点而被广泛研究。在第三章中,我们先后研究了Ho(r)ava-Lifshitz理论中可投影模型和健康扩展模型中标量自由度在平坦宇宙背景下的动力学,发现这两种模型中除了自旋为2的张量引力子外,都有额外的标量引力子。
通过对涡旋星系、椭圆星系和富星系团的观测表明在kpc至Mpc尺度上存在强度为102nG到μG的磁场。虽然在更大尺度上目前尚没有存在原初磁场的实验观测证据,但是宇宙宇观尺度是否被磁化一直是个有趣的问题。第四章中我们研究了原初磁场标量扰动对于宇宙微波背景辐射功率谱和双谱的影响,发现原初磁场对功率谱的贡献很小,但是对双谱的贡献与原初曲率扰动的贡献量级相当,不可以忽略。而且原初磁场产生的双谱与原初曲率扰动产生双谱的谱形不同。
Veneziano鬼暗能量模型是一个根植于量子色动力学和广义相对论的暗能量模型,它不需要引入任何新的参数、新的自由度或是修改广义相对论。这些吸引人的优点使得它收到了人们的一些关注。在第五章中我们研究了这个暗能量模型中的宇宙的演化,发现在晚期宇宙处于德西特相,并在z~0.6左右宇宙开始由减速膨胀转变为加速膨胀;我们将这个模型与超星系、宇宙微波背景辐射、重子声学振荡、大爆炸核合成和哈勃演化数据进行了拟合,给出了模型参数取值范围;并且研究了它与暗物质相互作用时的宇宙演化行为。
最后,我们用线性样条插值的方法近模型无关地重构了低红移段(z∈(0,1.8))的暗能量的物态方程。使用的数据为超新星、宇宙微波背景辐射、重子声学振荡和哈勃演化数据,其中超新星数据使用的是397颗超新星的Constitution样本。发现在该红移段,暗能量物态方程参数可能围绕-1振荡,并且在z~0.9处,在两个σ精度下物态方程参数与-1有微小偏离。我们对这个现象做了详尽讨论。