暗能量性质的统计检验和模型研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 黄龙
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| 答辩日期 | 2021-12-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 刘祥 |
| 关键词 | 暗能量,模型,状态方程,Ia 型超新星,Planck CMB |
| 学位名称 | 理学博士 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | Studies on statistical test and model of dark energy property |
| 英文摘要 | 从 1998 年 Riess 等人使用 Ia 型超新星 (SN Ia) 数据得到的统计结果表明了宇宙正处在加速膨胀状态以来，为了解释宇宙的加速膨胀，物理学家们预测了暗能量的存在。暗能量除了解释宇宙的加速膨胀以外，另一项支持暗能量存在的证据即宇宙微波背景辐射各向异性（CMB Anisotropies）。 暗能量的研究方法主要有两种，一种是约束暗能量物理模型的方法来探讨暗能量密度和压强可能的来源；另一种是不依赖于物理模型直接重构暗能量状态方程来检验暗能量的性质即暗能量密度是否随时间演化。暗能量状态方程的重构包括参数化和非参数化的方法，考虑到参数化的方法并没有找到明显优于LCDM 的模型，我们考虑用非参数化的方法来重构暗能量状态方程。我们提出了一种改进的非参数化方法重构暗能量状态方程，首先考虑使用拉格朗日插值数值积分线性化光度距离红移关系，同时结合基于高斯过程和岭回归分析的主成分分析（PCA）方法重构暗能量状态方程。同时使用不同的暗能量状态参数函数结合光度距离红移关系积分公式抽样获得模拟的光度距离数据，使用模拟的光度距离数据结合该方法检验重构暗能量状态方程，检验该方法的有效性，最后使用 SNIa JLA 样本重构暗能量状态方程。另一方面，我们也考虑从暗能量物理模型的角度来尝试解释暗能量密度和 压强可能的来源。我们探讨了暗能量来自真空标量玻色子的可能性。随着宇宙的膨胀，设想无质量标量玻色子进入宇宙视界内，标量玻色子满足 P 对称，根据时空量子波动和 P 对称，我们可以推导标量玻色子相对位置的不确定性，以及进一步估算标量玻色子和暗能量的密度。最后，我们使用 SNla Pantheon 样本和2018 年 Planck 温度角功率谱数据约束暗能量模型，给出宇宙学参数的统计结果。统计结果显示当我们仅使用 SNla Pantheon 数据时，通过比较最小卡方，我们发现随宇宙年龄演化的暗能量模型相对于 Λ 模型没有明显的优势。但当仅使用 2018 年 Planck CMB 数据时，随宇宙年龄演化的暗能量模型相对于 Λ 模型有明显的优势。同时我们给出了哈勃常数的统计平均值，该结果和直接通过对 NGC 4258 测距给出的哈勃常数值一致。考虑到 SNIa 是晚期宇宙学数据(0 < z < 2.26)，而 CMB 是早期宇宙学数据 (z_s = 1089)，我们期望未来能使用中I暗能量性质的统计检验和模型研究性氢 21cm 谱线 (0 < z< 200) 来更进一步约束暗能量模型以及限制宇宙学参数。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 90 |
| 源URL | [http://ir.xao.ac.cn/handle/45760611-7/5155]  |
| 专题 | 研究生 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 黄龙. 暗能量性质的统计检验和模型研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆天文台
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