哈勃参数与暗能量相关问题的研究

作     者：厍文呈 

作者单位：上海师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯朝君

授予年度：2021年

学科分类：07[理学] 070401[理学-天体物理] 0704[理学-天文学] 

主      题：暗能量 哈勃参数 中微子 宇宙学 

摘      要：二十一世纪,随着Planck、WMAP等观测项目的开展,宇宙学进入精确宇宙学时代,以大爆炸作为宇宙起源的ΛCDM模型是与当前观测数据拟合得最好的宇宙学模型之一,然而这一模型将面临一些问题:如“精细调节问题、“巧合性问题以及“哈勃张力问题,本文重点研究“哈勃张力问题。作为一个表征宇宙膨胀率的关键物理量,哈勃参量代表了宇宙的演化速率,其精度的提高能够降低宇宙的年龄和宇宙尺度大小的不确定性。“哈勃张力问题主要指局域的哈勃参数的测量,与CMB等全局测量方法存在不可忽视的偏差。而这一差异意味着:我们当前数据的精度还不够;我们当前所研究的宇宙演化模型可能过于简单。对于第二种理论情形,目前已经有众多的研究者给出了他们的方案来解决“哈勃张力问题,例如通过有挠引力理论、双标量场暗能量、早期暗能量、以及考虑暗能量与暗物质的相互作用等理论方法。本文从以下两种方法展开研究:首先对现有参数化模型进行分析讨论,如CPL模型、JBP模型、BA模型等。我们基于此类参数化方案,考虑直接参数化H(z),并将其与观测数据拟合以尝试解决哈勃张力问题。此外,我们还尝试引入一个简单的早期暗能量与中微子耦合模型,通过对该模型数值求解其微分方程,得到模型中标量场?与耦合项β的关系,进而得出一个动态耦合模型,最终通过控制耦合项β来提高哈勃常数H的值,进而缓解哈勃张力问题。