哈勃参数的直接测量在宇宙学联合观测限制中的影响

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1998年,两个宇宙学研究小组根据Ia型超新星的数据,发现了宇宙正在加速膨胀。随后这一发现也得到了诸如宇宙微波背景辐射等各种各样的天文观测的证实。为了探索宇宙加速膨胀的奥秘,人们引入了一种新的能量组分——暗能量。它所产生的负压强可能是驱动宇宙加速膨胀的一种机制。当前的宇宙学观测显示暗能量大约占宇宙能量组分的70%,然而,人们对它依然知之甚少。各种各样的宇宙模型也因此被建立出来。随着天文观测技术的不断进步,超新星、宇宙微波背景辐射、重子声学振荡等天文观测为研究宇宙加速膨胀提供了大量精确的信息。但是这些天文观测都是提过积分哈勃参数H(z)来获得距离标度的。而暗能量反映宇宙膨胀亦是通过与哈勃参数H(z)的积分。也就意味着,通过获得宇宙学距离的天文观测来限制暗能量需要进行二重积分。这个过程是极其困难的。因为在积分过程中不仅哈勃参数H(z)自身的精细结构会被忽略,而且一些重要的信息也会被遗失。在此情况下,利用哈勃参量H(z)的直接观测来限制暗能量就十分具有研究价值。此外,红移漂移观测从本质上讲是对哈勃参量H(z)在高红移处的一种直接测量方式。它是通过探测类星体(QSO)的Lyman-α吸收线的红移变化来进行直接测量的,其的红移观测范围为2(?)z(?)5。因此,红移漂移观测在一定程度可以弥补当前天文观测在“红移沙漠”一片空白的缺陷。为了避免红移漂移数据与其他观测数据不一致,工作中选用了当前观测数据的最佳拟合来进行模拟得到了 10年的红移漂移模拟数据。本文中结合了 Ia型超新星数据、重子声学振荡数据、普朗克卫星观测得到的宇宙微波背景辐射数据,最新的哈勃参量H(z)观测数据,以及模拟的10年红移漂移数据去对ACDM,wCDM,αDE和GCG四种典型的模型进行参数限制,以此来研究哈勃参数H(z)的直接测量对暗能量限制的影响。我们发现:相较于当前的宇宙学观测而言,联合了当前已测哈勃参数H(z)的观测数据和红移漂移模拟数据之后,其可以极大地提升暗能量模型的限制结果。而且,红移漂移模拟数据可以在很大程度上打破暗能量模型参数之间存在的简并关系。因此,未来直接测量哈勃参数所获得的精确数据极有可能为暗能量研究做出重大的贡献。
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