暗能量模型的觀測限制和年齡問題研究

《暗能量模型的觀測限制和年齡問題研究》是依託河北大學，由楊榮佳擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：暗能量模型的觀測限制和年齡問題研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊榮佳
• 依託單位：河北大學

項目摘要

觀測發現，宇宙大部分能量成分可能是暗能量，而大爆炸核合成之後，可能存在暗輻射。暗能量和暗輻射的研究，是當代物理學面臨的巨大挑戰之一。本項目擬利用天文觀測數據，比如SNIa數據，哈勃參數數據、CMB觀測數據、BAO觀測數據等，限制暗能量模型，研究其狀態方程和減速因子如何隨紅移變化。在此基礎上，結合最新高紅移X射線AGN成團數據，限制判別暗能量模型, 並期望找到降低相關參數簡併的方法。我們進一步的研究，擬通過觀測限制含有暗輻射的暗能量模型，討論是否可以解釋大爆炸核合成之後可能存在的暗輻射。再進一步，我們擬根據最新天文觀測，深入研究暗能量模型中的年齡問題。最後，我們擬把高紅移X射線AGN成團數據和WMAP數據結合起來限制暗能量模型。這些研究，對進一步了解暗能量的本質，深入理解年齡問題，以及對宇宙的演化歷史和未來命運的把握都有十分重要的意義。

結題摘要

宇宙加速膨脹現象的發現，是人類認識宇宙所取得的重大成就之一，而探究宇宙加速膨脹機制則是當代物理學面臨的巨大挑戰之一。研究發現，由於度規的量子漲落，在一定條件下可以實現反彈宇宙，並對暴脹參數產生影響，利用BBN觀測數據限制出參數值。研究了超流Chaplygin氣體的大尺度結構，考察了暗物質微擾率的增長、sigma8和skewness的演化，結果表明， sigma8和skewness不能區分宇宙學常數模型和超流Chaplygin氣體模型。研究發現利用satefinder參數和物質微擾增長率的複合組合可以甄別超流Chaplygin氣體暗能量模型、修正Chaplygin氣體暗能量模型、廣義Chaplygin氣體暗能量模型、純動能k-essence暗能量模型和宇宙學常數模型。利用天文觀測限制共性引力，發現可以避免其他暗能量模型面臨的年齡問題。研究發現一類f(T)修改引力理論不僅可以解釋宇宙近期加速膨脹，而且預言宇宙將來會再次減速膨脹，從而可以避免宇宙大撕裂奇點。研究發現，冪律k-essence暗能量模型能解釋宇宙加速膨脹和緩解巧合性問題。利用史瓦西黑洞的吸積，得到可觀測的量子引力效應，以此可以檢驗引力漸近安全。推導得到Kiselev黑洞的吸積基本方程，發現quintessence參數在吸積過程中占據重要地位。推導得到勻速直線運動隆斯涅耳—諾德斯特隆黑洞和克爾—紐曼黑洞的吸積方程以及與質量、電荷和角動量的依賴關係。利用Salecker-Wigner不等式，給出黑洞機算機的計算速度的上限和計算機能包含的信息總量和計算速度的乘積的上限。提出熱熵密度的概念，指出引力和熱力學存在密切的聯繫，把這一結果進一步推廣到化學勢不為零的情形，指出引力能引起熱力學效應，反之亦然。這些研究，對進一步了解引力和暗能量的本質、對宇宙的演化歷史和未來命運都有十分重要的意義。