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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 動(dòng)力學(xué)暗能量的新參數(shù)化
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡(jiǎn)介：
- 1998年，兩個(gè)超新星觀測(cè)小組發(fā)現(xiàn)了宇宙正在加速膨脹。由此掀起了研究暗能量的熱潮。 本文提出了暗能量狀態(tài)方程的兩種新參數(shù)化，對(duì)數(shù)形式和振蕩形式 ，成功地避免了CPL參數(shù)化的未來發(fā)散問題。利用上述模型能夠用來研究動(dòng)力學(xué)暗能量的整個(gè)演化史并預(yù)測(cè)未來的演化。通過最新的觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)CPL模型及新模型的參數(shù)限制，結(jié)果顯示數(shù)據(jù)更支持提出的新模型。
- 詳細(xì)介紹：
- 宇宙學(xué)是21世紀(jì)物理學(xué)研究的重點(diǎn)課題。伴隨著超新星觀測(cè)、微波背景輻射，大尺度結(jié)構(gòu)等天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的越來越精確，宇宙學(xué)的研究正進(jìn)入一個(gè)黃金時(shí)代。宇宙學(xué)研究的核心問題之一就是有關(guān)暗能量的問題。1998年，兩個(gè)超新星觀測(cè)小組通過測(cè)量Ia型超新星的距離-紅移關(guān)系發(fā)現(xiàn)了宇宙正在加速膨脹，由此掀起了研究暗能量的熱潮。按照人們之前的認(rèn)識(shí)，宇宙中常規(guī)的產(chǎn)生引力的物質(zhì)只會(huì)導(dǎo)致宇宙收縮或者是減速膨脹而不會(huì)出現(xiàn)宇宙加速膨脹的結(jié)果。因此科學(xué)家提出宇宙中還存在一種神秘的能夠產(chǎn)生負(fù)壓強(qiáng)作用推動(dòng)宇宙加速膨脹的暗能量。 暗能量的性質(zhì)主要由其狀態(tài)方程(EOS)參數(shù)w表征。為探究暗能量的性質(zhì)，近年來，許多針對(duì)暗能量狀態(tài)方程的參數(shù)化模型被提出，它已成為探索暗能量的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的有力工具。自從Chevallier-Polarski-Linder 2003年提出CPL參數(shù)化，由于其較好的性質(zhì)，已經(jīng)被國內(nèi)外同行廣泛地使用和研究。且很多文獻(xiàn)提出了基于CPL參數(shù)化的新形式，如JBP參數(shù)化，UIS參數(shù)化等。但是所提出的參數(shù)化都沒能克服CPL參數(shù)化在未來發(fā)散的問題，從而不能從真正意義上覆蓋標(biāo)量場(chǎng)及其它暗能量理論模型。 本文提出了暗能量狀態(tài)方程的兩種新參數(shù)化，對(duì)數(shù)形式和振蕩形式 ，成功地避免了CPL參數(shù)化的未來發(fā)散問題，我們利用上述模型來研究動(dòng)力學(xué)暗能量的整個(gè)演化史并能夠預(yù)測(cè)宇宙的終極命運(yùn)。通過最新的觀測(cè)數(shù)據(jù)包括Ia型超新星(SN)，重子聲學(xué)振蕩（BAO）和宇宙微波背景輻射（CMB）聯(lián)合對(duì)CPL模型及新模型的參數(shù)限制，結(jié)果顯示數(shù)據(jù)更支持我們提出的新模型。新模型對(duì)未來演化的預(yù)測(cè)及特性在本文進(jìn)行了詳細(xì)討論。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本文首先分析了 CPL參數(shù)化的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)指出了其在未來發(fā)散的缺點(diǎn)，不能夠從真正意義上覆蓋標(biāo)量場(chǎng)模型及其它暗能量的理論模型。為克服以上缺點(diǎn)并兼容CPL參數(shù)化的優(yōu)點(diǎn)，我提出了新的參數(shù)化。為了檢驗(yàn)新的參數(shù)化是否被觀測(cè)數(shù)據(jù)支持，采用最新觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)限制。利用新參數(shù)化，重構(gòu)暗能量狀態(tài)方程及減速因子的演化行為，對(duì)暗能量未來的演化進(jìn)行了預(yù)測(cè)。計(jì)算結(jié)果表明觀測(cè)數(shù)據(jù)支持提出的新參數(shù)化。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 先進(jìn)性在于它涉及最前沿領(lǐng)域——暗能量。對(duì)暗能量狀態(tài)方程進(jìn)行參數(shù)化是比較流行的探究暗能量性質(zhì)的方向?？茖W(xué)性在于使用最新的觀測(cè)數(shù)據(jù)包括Ia型超新星，重子聲學(xué)振蕩，和宇宙微波背景輻射聯(lián)合對(duì)新參數(shù)化進(jìn)行限制。并用MCMC方法編程計(jì)算。獨(dú)特之處在于：克服了CPL參數(shù)化的未來發(fā)散問題，并兼容CPL模型的優(yōu)點(diǎn)；對(duì)暗能量可能具有的振蕩特性作了探討；新參數(shù)化不僅能用來解釋暗能量過去的演化，還能夠預(yù)測(cè)未來的演化。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 可用于探索暗能量的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，預(yù)測(cè)宇宙未來的演化，并覆蓋標(biāo)量場(chǎng)及其它暗能量模型，為暗能量的參數(shù)化提供新方案。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文指出CPL參數(shù)化存在一個(gè)問題，即暗能量狀態(tài)方程在未來發(fā)散，因此這個(gè)模型只能用來描述過去的演化歷程而不能預(yù)測(cè)未來的演化。為了克服這個(gè)缺陷，本文提出了暗能量狀態(tài)方程的兩種新參數(shù)化，對(duì)數(shù)形式和振蕩形式 ，成功地避免了CPL參數(shù)化的未來發(fā)散問題，我們利用上述模型來研究動(dòng)力學(xué)暗能量的整個(gè)演化史并能夠預(yù)測(cè)宇宙的終極命運(yùn)。通過最新的觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)CPL模型及新模型的參數(shù)限制，結(jié)果顯示數(shù)據(jù)更支持我們提出的新模型。新模型對(duì)未來演化的預(yù)測(cè)及特性在本文進(jìn)行了詳細(xì)討論。
獲獎(jiǎng)情況
- 2011年5月《Probing the dynamics of dark energy with novel parametrizations 》(第一作者) 發(fā)表在國際物理學(xué)權(quán)威期刊《Physics Letters B》699 (2011) 233-238，影響因子5.083
鑒定結(jié)果
- Elsevier SD及SCI檢索結(jié)果:論文已發(fā)表在Physics Letters B, Volume 699, Issue 4, 16 May 2011, Pages 233-238
參考文獻(xiàn)
- [1] M. Chevallier, D. Polarski, Int. J. Mod. Phys. D 10 (2001) 213, E.V. Linder, Phys. Rev. Lett. 90 (2003) 091301, astro-ph/0208512. [2] E. Komatsu, et al., WMAP Collaboration, Astrophys. J. Suppl. 192 (2011) 18, arXiv:1001.4538 [astro-ph.CO] [3] R. Amanullah, et al., Astrophys. J. 716 (2010) 712, arXiv:1004.1711 [astro-ph.CO].等
同類課題研究水平概述
- 當(dāng)前國內(nèi)外有很多文獻(xiàn)對(duì)暗能量狀態(tài)方程進(jìn)行參數(shù)化，它已成為探索暗能量的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的有力工具。自從Chevallier-Polarski-Linder 2003年提出CPL參數(shù)化，由于其較好的性質(zhì)，已經(jīng)被國內(nèi)外同行廣泛地使用和研究。且很多文獻(xiàn)提出了基于CPL參數(shù)化的新形式，如JBP參數(shù)化，UIS參數(shù)化等。但是所提出的參數(shù)化都沒能克服CPL參數(shù)化在未來發(fā)散的問題，從而不能從真正意義上覆蓋標(biāo)量場(chǎng)及其它暗能量理論模型。該論文成功地克服了CPL參數(shù)未來發(fā)散的問題，本模型不僅能夠用來解釋暗能量過去的演化，而且具有預(yù)測(cè)未來的能力。并且得到了觀測(cè)數(shù)據(jù)的支持。
