强引力透镜及其宇宙学约束

摘要

精确的天文观测数据表明当前的宇宙正处于加速膨胀状态，近年来解释宇宙加速膨胀的暗能量已经成为宇宙学研究的热点问题。然而对暗能量的本质我们却所知甚少。要想揭示它的性质，我们必须依赖于天文观测数据。强引力透镜是天体物理和宇宙学研究中最重要的工具和手段之一，已经被广泛的应用。
　　本文基于强引力透镜的观测数据对宇宙学暗能量模型进行限制。具体来说，本论文分为三章来阐述。第一章是强引力透镜基础知识;第二章是介绍暗能量宇宙学模型;第三章，考虑到透镜星系质量分布理论模型的速度弥散与可观测的恒星速度弥散不同，二者关系与一自由参数fE有关，这一自由参数的存在会对数据拟合产生影响。为了排除自由参数对数值模拟的影响，我们提出了用角直径距离比Dobsij=θEiσ2Oj/θEjσ2Oi为观测数据，采用蒙特卡罗方法对宇宙学模型进行限制。这里爱因斯坦半径θEi和恒星的速度弥散σOi可以直接从天文观测得到有关数据。文章的最后给出强引力透镜在天文观测中的展望。

目录

声明

摘要

引言

1 强引力透镜-理论与观测

1．1 背景介绍

1．2 强引力透镜几何原理

1．2．1 偏折角

1．2．2 透镜方程

1．2．3 爱因斯坦半径

1．3 透镜的质量分布及近似模型

1．3．1 透镜的奇异等温球模型：SIS模型

1．4 强引力透镜观测数据

2 宇宙学与暗能量模型

2．1 观测中的基本物理量-红移

2．2 基本宇宙学参数

2．3 宇宙学距离：角直径距离

2．4 暗能量模型

2．4．1 标准宇宙学模型：ACDM模型

2．4．2 Quintessence model：ωCDM宇宙学模型

3 强引力透镜系统约束宇宙学模型

3．1 限制模型遇到的问题

3．2 解决方案

3．3 参数估计法一

3．3．1 ACDM模型限制结果

3．3．2 ωCDM宇宙学模型限制结果

3．4 参数估计法二

3．4．1 ACDM模型限制结果

3．4．2 ωCDM宇宙学模型限制结果

3．4．3 分析与总结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢