宇宙加速膨胀的相关观测和暗能量性质的研究

The astronomical observations of recent years indicate that our universe is experiencing an accelerating expansion. The dark energy, which drives the accelerating expansion, constitutes about 73 percent of our present universe. Studying the nature of the dark energy and revealing its physical essence are very important topics in nowadays astronomy and physics research. This project is intended to focus on the dark energy and related astronomical observations, pushing forward the study on the dark energy and improving the application of the observations in cosmology. The involved subjects mainly include: (1) constraining the nature of the dark energy with combined data from a variety of observations, distinguishing different dark energy models, and improving the methods used to analyse the data; (2) studying the systematic errors of type Ia supernovae as standard candles and their impact on constraining the dark energy; (3) studying the luminosity relations of gamma-ray bursts; (4) exploring new observation methods for cosmology, in particular, the approaches of directly measuring the cosmic expansion rate.

近年来的天文观测表明我们的宇宙正在加速膨胀，驱动宇宙膨胀加速的暗能量约占了我们现在宇宙的73%。研究暗能量的性质、揭示其物理本质是当今天文学和物理学研究中的一个重要课题。本项目拟围绕暗能量及相应的天文观测开展工作，推动对暗能量的性质及其物理本质的研究，改进相应观测在宇宙学中的应用。主要涉及的方面有（1）联合各种数据研究暗能量的性质，区分各种暗能量模型，同时改善和发展相应研究中分析处理数据的方法；（2）研究Ia型超新星作为标准烛光的系统误差及其在限制暗能量性质上的影响；（3）研究伽玛暴的标准烛光关系；（4）探索宇宙学上的新的观测方法，特别是直接测量宇宙膨胀速率的方法。

近年来的天文观测表明我们的宇宙正在加速膨胀，驱动宇宙膨胀加速的暗能量约占了我们现在宇宙的68.3%。研究暗能量的性质、揭示其物理本质是当今天文学和物理学研究中的一个重要课题。本项目的研究工作主要围绕暗能量及相应的天文观测进行，主要的工作有以下几个方面：（1）探索了通过观测因宇宙膨胀引起的光源变暗来直接测量宇宙膨胀速率的可能，最后得出否定的结论；（2）发展了估算观测数据对宇宙学参数限制能力的方法。在适当的简化后，我们得到了相应的解析表达式，能够方便直观地估算观测数据对宇宙学参数的限制；（3）研究了标准烛光对宇宙学参数的限制能力与标准烛光关系的弥散和标准烛光的红移分布之间的关系，并与目前伽玛暴作为标准烛光的状况进行了对照；（4）对许多研究中显示观测数据对宇宙学常数有弱小偏离的现象进行了研究，并找到了确切的原因；（5）发展了相应的计算机程序，研究了暗能量的状态方程的参数化。