暗能量：观测证据和理论研究

自1998年发现宇宙的加速膨胀以来,大量的天文观测显示宇宙中存在压强为负的暗能量成分.暗能量已经成为目前宇宙学和理论物理的最重要的研究课题之一.文章介绍了暗能量存在的天文观测证据和理论研究现状与展望.     

暗能量研究进展

1998年,美国两个超新星观测团队发现,今天的宇宙是在加速膨胀的,而推动宇宙加速膨胀的是一种不为当时人们所知的物质组分——暗能量。暗能量的存在是近年来粒子宇宙学研究领域最重要的发现之一,并为随后一系列的天文观测实验所支持。暗能量的物理性质已经成为当今宇宙学的一个研究热点,近年来已经取得了巨大的进展。本文将会回顾一下近些年来国内外在暗能量研究方面,特别是在利用天文观测数据限制暗能量性质方面所取得的进展,并展望未来的天文观测实验研究暗能量性质的可行性。     

暗能量研究进展

1998年,美国两个超新星观测团队发现,今天的宇宙是在加速膨胀的,而推动宇宙加速膨胀的是一种不为当时人们所知的物质组分——暗能量。暗能量的存在是近年来粒子宇宙学研究领域最重要的发现之一,并为随后一系列的天文观测实验所支持。暗能量的物理性质已经成为当今宇宙学的一个研究热点,近年来已经取得了巨大的进展。本文将会回顾一下近些年来国内外在暗能量研究方面,特别是在利用天文观测数据限制暗能量性质方面所取得的进展,并展望未来的天文观测实验研究暗能量性质的可行性。     

质疑暗物质与暗能量

也许有同志读了本刊今年第2期拙作《暗物质与暗能量》及第4期何祚庥院士的文章《当代物理学正酝酿新的重大突破》后，认为宇宙内广布着暗物质和暗能量已是铁的事实，问题只在于如何进一步探测和确证它们的存在了．其实不然，有一些天文观测     

暗物质与暗能量

美国《science》期刊所评2003年十大科学成就中将“证实了宇宙主要由神秘的暗物质和暗能量组成”列为首项：“宇宙是平直的；宇宙中存在4．4％重子物质，22．6％暗物质和73％暗能量．”这是科学家们分析了威尔金森微波各向异性探测器(Wilkinson Mi-     

新实验结果挑战暗能量的存在

大多数天文学家相信宇宙中“暗能量”占优势,因为这是惟一能够解释为什么宇宙在同时进行着膨胀和加速的理由.可是如今荷兰与法国的物理学家们提出暗能量可能并不存在.他们声称,最近对宇宙X射线的观测揭示了远古星团与现今星团之间令人费解的差别,这可以用不存在暗能量来解释(将     

第五讲暗能量和德西特时空

最近的天文观测表明，宇宙是在加速膨胀，而不是原来认为的减速膨胀．为解释加速膨胀，必须在宇宙的物质能量中引入暗能量这一成分，文章讨论了暗能量的可能侯选者，特别强调了宇宙常数问题、德西特时空问题以及和德西特时空相关的一些基本问题．     

理解暗能量和暗物质之间的相互作用

从热力学角度研究了暗能量和暗物质之间的相互作用. 假设相互作用是平衡态上的涨落并考虑此涨落导致的熵的修正, 导出了相互作用的物理表述, 把我们模型和观测结果作了比较.     

暗能量的理论模型

将现有文献中存在的暗能量模型(严格的说是指解释现在宇宙的加速膨胀模型)分为三类. 第一类是将宇宙加速归因为在宇宙尺度上广义相对论的修改; 第二类是由于宇宙微扰的反作用或宇宙非均匀性的作用; 第三类为宇宙中存在的一类奇异能量成分, 它出现在爱因斯坦方程的右边. 对每一类模型, 举了几个例子, 并给以一些评述.     

第三讲 宇宙中的暗物质和暗能量

文章对暗物质粒子的候选者和宇宙中暗能量的研究现状作一简单介绍.     

Dark energy: A brief review

The problem of dark energy is briefly reviewed in both theoretical and observational aspects. In the theoretical aspect, dark energy scenarios are classified into symmetry, anthropie principle, tuning mechanism, modified gravity, quantum cosmology, holographic principle, back-reaction and phenomenologieal types. In the observational aspect, we introduce cosmic probes, dark energy related projects, observational constraints on theoretical models and model independent reconstructions.     

第三讲宇宙中的暗物质和暗能量

文章对暗物质粒子的候选者和宇宙中暗能量的研究现状作一简单介绍．     

Interacting model of new agegraphic dark energy:observational constraints and age problem

Many dark energy models fail to pass the cosmic age test because of the old quasar APM 08279+5255 at redshift z=3.91,the ΛCDMmodel and holographic dark energy models being no exception.Inthis paper,we focus onthe topic of the age problem inthe new agegraphic dark energy(NADE)model.We determine the age of the universe in the NADE model by fitting the observational data,including type Ia supernovae(SNIa),baryon acoustic oscillations(BAO)and the cosmic microwave background(CMB).We find that the NADE model also...     

粒子物理和宇宙学中的两片乌云——谈暗物质和暗能量

宇宙暗物质和暗能量是21世纪粒子物理和宇宙学研究中的两个重大的科学问题.文章首先简述了宇宙学研究的历史和现状以及对粒子物理学提出的新的挑战,接着较详细地介绍了暗物质、暗能量和反物质相关的科学问题以及在国际上这个研究领域近年来所取得的进展,最后展望了中国在暗物质和暗能量实验探测研究方面的前景.     

粒子物理和宇宙学中的两片乌云——谈暗物质和暗能量

宇宙暗物质和暗能量是21世纪粒子物理和宇宙学研究中的两个重大的科学问题.文章首先简述了宇宙学研究的历史和现状以及对粒子物理学提出的新的挑战,接着较详细地介绍了暗物质、暗能量和反物质相关的科学问题以及在国际上这个研究领域近年来所取得的进展,最后展望了中国在暗物质和暗能量实验探测研究方面的前景.     

Dark energy versus modified gravity: Impacts on measuring neutrino mass

In this paper,we make a comparison for the impacts of smooth dynamical dark energy,modified gravity,and interacting dark energy on the cosmological constraints on the total mass of active neutrinos.For definiteness,we consider theΛCDM model,the w CDM model,the f(R)model,and two typical interacting vacuum energy models,i.e.,the IΛCDM1 model with Q=βHρc and the IΛCDM2 model with Q=βHρΛ.In the cosmological fits,we use the Planck 2015 temperature and polarization data,in combination with other low-redshift observations including the baryon acoustic oscillations,the type Ia supernovae,the Hubble constant measurement,and the large-scale structure observations,such as the weak lensing as well as the redshift-space distortions.Besides,the Planck lensing measurement is also employed in this work.We find that,the w CDM model favors a higher upper limit on the neutrino mass compared to theΛCDM model,while the upper limit in the f(R)model is similar with that in theΛCDM model.For the interacting vacuum energy models,the IΛCDM1 model favors a higher upper limit on neutrino mass,while the IΛCDM2 model favors an identical neutrino mass with the case ofΛCDM.