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暗能量及修改引力

暗能量及修改引力. 龚云贵 重庆邮电大学数理学院. 中国科技大学交叉学科理论研究中心， 2011 年 4 月 15 日. 内容提纲. 暗能量介绍 暗能量观测证据 暗能量参数化 DGP 模型 暗能量与修改引力的区分 结论. 暗能量. 宇宙中物质蛋糕. 暗能量介绍. 暗能量性质： 排斥力，不成团 宇宙学常数 标量场 (quintessence) 模型： 全息暗能量模型 Chaplygin 气体模型 Phantom 模型 暗能量暗物质相互作用模型 天文观测：距离 - 红移关系. 暗能量观测证据. 宇宙学简介.

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暗能量及修改引力

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  1. 暗能量及修改引力 龚云贵 重庆邮电大学数理学院 中国科技大学交叉学科理论研究中心，2011年4月15日

  2. 内容提纲 • 暗能量介绍 • 暗能量观测证据 • 暗能量参数化 • DGP模型 • 暗能量与修改引力的区分 • 结论

  3. 暗能量 • 宇宙中物质蛋糕

  4. 暗能量介绍 • 暗能量性质： 排斥力，不成团 • 宇宙学常数 • 标量场(quintessence)模型： • 全息暗能量模型 • Chaplygin气体模型 • Phantom模型 • 暗能量暗物质相互作用模型 • 天文观测：距离-红移关系

  5. 暗能量观测证据

  6. 宇宙学简介 • 爱因斯坦方程 • 宇宙学原理 • Friedmann方程

  7. 能量条件

  8. 亮度距离 • 亮度距离 • 强能量条件

  9. 哈勃图 Gong & Wang, PLB 652 (2007) 63-68; Gong etal. JCAP 0708 (07) 018

  10. 暗能量特性 • 宇宙学常数？ • 状态方程？ • 参数化: 暗能量密度、暗能量物态方程参数、减速因子、亮度距离 • 观测数据：SN Ia, BAO, WMAP, H(z)…

  11. 暗能量参数化 • CPL参数化 • JBP参数化 • Wetterich 参数化

  12. 宇宙学方程 • CPL参数化 • JBP参数化 • Wetterich参数化

  13. 参数简并性 Pan, Gong, Chen & Zhu, CQG 27 (2010) 155015

  14. Om判据 • 消除 的影响 • CDM模型 • 动力学暗能量模型：低红移，w(z)越大（加速减慢），Om(z)越大 Sahni, Shafieloo & Starobinsky, PRD 78 (2008) 103502

  15. 观测数据（超新星） • 超新星数据

  16. 观测数据（BAO） • BAO A数据 • BAO数据1

  17. 观测数据（BAO1） • BAO数据1（续）

  18. 观测数据（BAO2） • BAO数据2

  19. 观测数据（WMAP） • WMAP数据

  20. 观测限制：动力学？ A. Shafieloo, V. Sahni and A.A. Starobinsky， PRD 80 (09) 101301

  21. 观测限制：宇宙学常数 Constitution SN Ia • Y.G. Gong, R.G. Cai, Y. Chen, Z-H. Zhu, JCAP 01 (10) 019

  22. 观测限制：系统误差 Y.G. Gong, B, Wang, R.G. Cai, JCAP 04 (10) 019 超新星数据的不同处理方式导致结果不一样

  23. 系统误差：超新星数据 CPL模型 Y.G. Gong, B, Wang, R.G. Cai, JCAP 04 (10) 019

  24. 模型差别 Y.G. Gong, B, Wang, R.G. Cai, JCAP 04 (10) 019

  25. 不同参数化结果比较 数据：Union2 SN(557), BAO, WMAP7, H(z) Gong，Zhu, Zhu，1008.1817

  26. CPL, JBP, Wetterich参数化

  27. 不同参数化

  28. 分段参数化 • 暗能量分段参数化

  29. 观测对加速的限制 • 加速、减速证据明显

  30. 暗能量观测限制 • 暗能量动力学演化不明显

  31. 修改的引力 • f(R)模型 • DGP 模型 (Dvali, Gabadadze & Porrati, PLB 485(00)208; Deffayet, Dvali & Gabadadze, PRD 65 (02) 044023)

  32. DGP模型 • 引力在大尺度上被修改

  33. DGP模型作为暗能量模型 • 暗能量或修改引力

  34. 物质密度扰动 • 物质的密度扰动方程不相同 • 标量-张量引力(Brans-Dicke) • DGP模型

  35. 不同的扰动 • 尽管超新星数据测量无法区分暗能量效应和修改的引力效应，物质的密度扰动可以用来区分这些 Ishak, Upadhye & Spergel, PRD 74 (06) 043513

  36. 物质密度扰动的近似解 • 近似解(flat case) • 状态方程参数w近似为常数的暗能量模型

  37. 增长指数 • 状态方程参数 缓慢变化 • DGP模型作为修改引力模型 • DGP模型作为暗能量模型

  38. 非平坦空间近似 • 曲率不为零[Y.G. Gong 等PRD 80 (2009) 023002] • DGP模型 • 状态方程参数w为常数

  39. DGP模型结果 • 修改引力的证据不强（f(z)数据） • 观测结果支持 CDM模型

  40. 结论 • 天文观测宇宙的演化 • 不同观测数据之间存在一定的不一致性 • 需要考虑参数之间的简并性 • 超新星数据的处理方式（系统误差）对结果的影响显著 • 现在的观测结果还是支持CDM模型

  41. 谢谢！

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