振荡宇宙的热力学性质和宇宙学限制

来源 :北京师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianlanzhijian
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
现今的宇宙学研究正处于重大变革时期。自从Einstein提出相对论,Hubble发现宇宙的膨胀,热大爆炸宇宙学才得以建立。由于人类观测技术不断提高,从此以后,人类对于宇宙的认识进入了更高的水平。特别是后来WMAP等项目的成功,人类已经进入精确宇宙学时代。到目前为止,很多宇宙学参数,比如哈勃常数,宇宙的曲率,宇宙年龄,宇宙平均密度等等,已被比较精确的确定下来。与此同时,由于新的观测发现,以及存留于理论中的问题,许多宇宙学模型被提出。至今,已经有很多学者对各种模型进行了广泛研究,以验证模型并对关于诸如宇宙成分的宇宙学参数有更精确的确定。   本论文主要是选取振荡宇宙学模型,研究其热力学性质并结合各种观测数据(高红移Hubble参数,Ia型超新星(SNe Ia),重子声波振荡峰值(BAO),宇宙微波背景辐射(CMB))限制其宇宙学参数。同时讨论弱引力透镜功率谱(WL)等数据,以及相应的分析方法和技术(Tomography方法,x2拟合,Fisher矩阵线性分析,Markov Chain Monte Carlo(MCMC)),来限制宇宙学参数。本文的主要结果:   1.振荡宇宙暗能量的状态方程是:ω(a)=-cos(blnα)。我们证明,该模型没有粒子视界和事件视界,解决了一致性问题的困扰。无论物质项怎样演化,暗能量总能追踪上,保持与之一致,不需要精细调整,并且暗能量刚好可以反映整个宇宙的热力学状态。我们也发现表观视界是个非常好的全息屏,可以作为保持热力学性质的边界。作为一个热力学整体,当前相变下,振荡宇宙的演化情况非常好。在表观视界以内,宇宙处于热力学平衡状态,也就是说热力学第一定律和第二定律都满足,并且物质项不影响此平衡状态。   2.选取H(z),SNe Ia,BAO,CMB四种观测数据,用它们来限制振荡宇宙的宇宙学参数。通过积分概率分布P∝e-x2/2,将似然函数的h边缘化。应用MCMC技术得到最佳拟合结果,并且得到b-Ωm0图的置信区域。将限制结果相比较,发现在宇宙学研究上,H(z)数据和SNe Ia数据起到的作用差不多。通过给出独立限制和联合限制的结果,进一步发现,BAO数据和CMB数据在消除简并上,比起单独使用H(z)数据和SNe Ia数据要重要的多。与BAO数据或CMB数据联合后,限制结果被显著改善。SNe Ia数据组在限制Ωm0上,比H(z)数据组要紧制得多,但是H(z)数据组限制b要比SNe Ia数据组紧制得多。所有这些结果都表明,振荡宇宙模型很接近ACDM模型。未来期望观测到更多H(z)数据。   3.使用分析方法来近似探测大尺度结构下,弱引力透镜功率谱中,BAO成分的存在迹象。结果发现,在线性和非线性的弱引力功率谱中,40≤ι≤600区域内,BAO的wiggles子都存在,但是它们比暗物质功率谱中的情况要弱的多。尽管LSST的统计误差比起CFHT和SNAP巡天要小很多,特别是在大约30<ι<300内,它们仍然相比BAO中wiggles子的最大变化量要大。因此,接下来的LASST,CFHT和SNAP巡天,在对BAO探测上面临更大挑战。   4.使用弱引力透镜数据限制暗能量状态方程中的ω和各种中微子总质量之和∑mv。如果仅仅使用弱引力透镜数据,对于ω的限制很弱。联合其它观测数据,例如SNe Ia,BAO,H(z)用以消除简并,结果会明显有所改善。对于纯粹没有各种中微子的ωCDM模型,可以得到ω=-1.00+0.10-0.12。对于包含各种中微子的ωCDM模型,ω几乎是不变的,并且ω和∑mv的简并非常小。如果把其它参数边缘化,通过联合数据组限制,可以得到∑mv的概率分布函数,有在95.5%置信水平上∑mv≤0.8 eV的上限。本文对于ω和∑mv的限制,基本与WMAP五年数据的限制结果相似。   对于几种观测数据和分析方法的联合使用,本文只给出了初步结果,期望将来有进一步的研究得出更好的结果。
其他文献
“福禄财神”纸马是巴渝地区1最为常见的一种民间版画,印刷简单,造型古朴,寓意吉祥,其印制、使用与春节的“送财神”习俗紧密相关。时至今日,春节期间张贴“福禄财神”纸马的
研究地球内部结构的最精确的手段之一是地震波分析,然而,对于其他天体,如月球,建立一个类似于地球的全球地震监控网无论从耗资还是技术实现上来说,都比较困难。对于这些天体,研究其
宇宙中的第一代发光天体诞生在红移z~30。这些天体发出的紫外和X射线辐射能有效地电离和加热它们附近的星系际介质(Intergalactic Medium,简称IGM)。随着发光天体逐渐增多,宇宙中I
国家授时中心(National Time Service Center—NTSC)的时间基准系统承担我国高精度时间的产生和保持的重要任务,由主(原子钟、时间传递)、辅(温湿度、电压环境监控系统)、外(电源系统)三个子系统组成。时间基准系统必须24小时无故障、不间断的工作,但由于各种外界的、内在的因素,故障在所难免,出现故障后快速诊断、快速定位就成为守时工作人员始终关注的问题。同时,由于时间工作的特
《种树郭橐驼传》是一篇寓言体传记,融哲理和智慧于日常生活之中,自由畅快,意到笔随.执教者采用师生对话式教学,言文并重,在理解文言的基础上用多种诵读方法品读文本,放手让
黑洞吸积理论是天体物理学的一个基础理论,是认识许多高能天体物理现象,如活动星系核、黑洞X射线双星、伽马射线爆等的物理基础。人们通过解析的方法或数值模拟的方法对黑洞吸
根据神经网络和遗传算法,建立了某巨型重载操作机多齿轮并联驱动传动优化设计的数学模型。在齿轮优化设计中,给出了一些输入输出关系不明确的线图和离散数据的神经网络拟合方
建构新传播环境中的新闻评论伦理框架,应当包括宏观意义上的制度层面、社会层面以及微观意义上的个人层面和文本层面,以避免当前新闻评论伦理研究的“碎片化”现象。在制度层
星系形成研究的目的是理解星系如何与暗晕共同演化。高精度确定暗物质,星系和热气体在暗晕中的分布和相互关系将对解决这一问题提供重要帮助。本博士论文的主要工作是研究如