暗物质与暗能量相互作用模型的研究与参数计算

《暗物质与暗能量相互作用模型的研究与参数计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯lABSTRACT⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3引论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5第一章观测对全息暗能量与暗物质相互作用模型的限制⋯⋯⋯⋯71．1今天的宇宙正经历着加速膨胀⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．71．2相互作用的全息暗能量与暗物质模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．8。1．3宇宙学观测数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．101．3．1超新星的观测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．101．3．2重子声学振荡的观测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．111．3．3宇

2、宙微波背景辐射的观测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1l1．3．4哈勃常数的观测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯171．3．5回看时间的观测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯181．4小结⋯．⋯．：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．20第二章观测对一般的暗能量与暗物质相互作用模型的限制⋯⋯⋯212．1暗物质与暗能量存在相互作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2l2．2暗物质与暗能量相互作用存在的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．222．3一般的暗能量与暗物质相互作用模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．232．4宇宙学观测数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．242．5

3、小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．32第三章f(R)rJI力模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．333．1最简单的，(R)引力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．333．2扩充的观测数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．343．3时空曲率和物质耦合的，(冗)引力⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．353．3．1方法1．采用近似⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯383．3．2方法2．准确求解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯39I第四章最优化计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4l4．1最速降落法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、414‘2共轭梯度法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯．4l4．2·1DFP变尺度法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424·2．2BFGS变尺度法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．424．3遗传算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯424．3·I编码与解码⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．434．3·2选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯434．3·3交叉⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯434．3·4变异⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯434-4MonteC矾。方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．444．5小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．45参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．：⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．47硕士期间发表的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5l致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．■．52n量模型进行了研究。同时认为，全息暗能量和暗物质间存在着很小的相互作用。研究指出，在1盯的误差范围内，全息暗能量的状态方程能从伽>--1过渡到W<-1。拟合出的减速因子支持今天观测到的宇宙正在加速膨胀的事实。而且通过对熵的计算，发现在暗物质与暗能量问引入相互作用并不违反热力学第二定律。在这项研究中相互作用强度的符号带来了一些争论。为此，第二章进行了具体的研

6、究。我们没有具体选定暗能量模型，通过分析不同观测数据间的兼容性，发现暗物质与暗能量间的相互作用是很小的正值。这个发现对解决巧合问题很有利，同时也满足热力学第二定律。第二种观点认为是时空的几何导致了加速膨胀。如果将暗能量看成是时空的几何效应，就不再需要暗能量的存在，可以通过修改时空的结构来解释今天的观测。，(R)引力为我们提供了一种可能的方式。在第三章中，我们分别对最简单的．厂(咒)引力和物质曲率相互耦合的．厂(冗)模型进行了研究。为对这些模型做出合理的判断，采用天文观测数据来对这些模型进行限制是十分必要的。我们主要利用了两种类型的数据。一种是基于宇宙膨胀历史的数

7、据，诸如最新lax型超新星的观测数据，由三年的Wilkinson微波各向异性观测所获得的宇宙微波背景的shift参数，以及数字巡天观测获得的重子声学振荡测量，哈勃常数等；另一种是基于时间测量的数据，如35个星系年龄的观测，以及星系团的X射线等观测数据。我们在一、二、三章中分别采用这些数据来限制宇宙学模型的参数。我们主要采用了马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)算法来对模型的理论预测与观1测问的误差进行x2统计。得到了模型的最佳拟合结果和误差范围。在第四章中，对以MCMC方法为主的一些数值运算方法做了简单总结。关键词：全息暗能量、状态方程、宇宙加速膨胀、热力学第二定律、

8、马尔可夫链蒙特卡洛．中图