III數(shù)據(jù)擬和分析方法

Inflation+DarkMatter+DarkEnergy1998年，SN發(fā)現(xiàn)暗能量；2000年，Maxima,Boomerang

平坦宇宙；2003年，WMAP1，SDSS，2dfGRS

2003年世界十大科技進(jìn)展2004年,“GoldenSample”,SNLS2006年,WMAP32008年，WMAP5（引用2012次）2010年，WMAP7近年宇宙學(xué)研究重大進(jìn)展及挑戰(zhàn)73%：暗能量？

23%：暗物質(zhì)？1)DynamicsofInflation?2)DarkEnergy?3)DarkMatter?（見畢效軍報(bào)告）4)Whynoantimatter?我國基礎(chǔ)研究的一個(gè)機(jī)遇??？2001年WMAP衛(wèi)星升空2003年公布一年觀測(cè)數(shù)據(jù)

NothingisspecialConcordanceModel LargeRunning;SmalllSuppression;Tautoolarge2006年公布三年觀測(cè)數(shù)據(jù)

LargeRunning;SmalllSuppression;Taunormal;

DarkEnergywithConstantEOS,Perturbation;

排除了暴漲模型;2008年公布五年觀測(cè)數(shù)據(jù)

+TimeevolvingEOS;CMBrotationangle

(CPT&PViolation)WMAP7結(jié)果InflationDarkenergyCPT報(bào)告提綱1）Inflation檢驗(yàn)

2）暗能量研究進(jìn)展

3）宇宙學(xué)CPT檢驗(yàn)（詳見李明哲報(bào)告）

4）AnomalousTopQuark，HiggscouplingsandElectroweakBaryogenesis5)中微子宇宙學(xué)

6）總結(jié)InflationPredictions:1.FlatUniverse();2.and

,CurrentStatus:1.,fitok;2.about;3.Lessthan.Inflationdynamicsobserved?n_s=1disfavoredbymorethan3sigmaDegeneracyamongn_sandw(z)DeterminingCosmologicalParameterswithLatestObservationalData.

Jun-QingXia,HongLi,Gong-BoZhao,XinminZhang

PublishedinPhys.Rev.D78:083524,2008(forWMAP5)實(shí)驗(yàn)證據(jù)：1998年，SN發(fā)現(xiàn)加速膨脹；

1998年世界十大科技進(jìn)展

2003年，WMAP，SDSS，精確宇宙學(xué)；

2003年世界十大科技進(jìn)展基本特征：

注意：輻射w=1/3,物質(zhì)w=0，由此直觀上理解暗能量的負(fù)壓性質(zhì)十分困難；暗能量模型可由狀態(tài)方程w來分類。

暗能量簡(jiǎn)介1.負(fù)壓2.完全或者幾乎不結(jié)團(tuán)

暗能量理論模型簡(jiǎn)介

1）宇宙學(xué)常數(shù)（真空能）2）動(dòng)力學(xué)場(chǎng)：精質(zhì)（Quintessence，Phantom,Quintom……）→不同模型預(yù)言的w演化行為不一樣

暗能量是宇宙學(xué)常數(shù)？還是動(dòng)力學(xué)的？認(rèn)識(shí)暗能量首要任務(wù)：基于天文觀測(cè)數(shù)據(jù)、開展整體分析、確定暗能量狀態(tài)方程宇宙學(xué)常數(shù)問題！宇宙學(xué)常數(shù)還是動(dòng)力學(xué)？？？預(yù)言宇宙演化的不同行為：動(dòng)力學(xué)場(chǎng)：宇宙中的“以太”

1.精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)改變：

2.中微子質(zhì)量改變：

中微子與暗能量有關(guān)嗎？ΛCDM:QCDM:

XinminZhangetal,AnnNelsonetalReviewedbyG.Dvaliin<Nature>AstronomicalObservations:SNeIa:397samples“constitution”

CMB:WMAP7,BOOMERanG,CBI,VSA,ACBAR…

LSS:SDSS,2dFGRSGRB,WeakLensing…I）宇宙學(xué)參數(shù)Primordialpowerspectrum:暗能量狀態(tài)方程參數(shù)化:暗能量模型：用天文觀測(cè)數(shù)據(jù)檢驗(yàn)暗能量模型-------GlobalFitting1）宇宙學(xué)常數(shù)：w=-1；2）Quintessence：w>-1；3）Phantom：w<-1；4）Quintom：w越過-1……Difficultywithdarkenergyperturbationwhenwcrosses-1--

發(fā)散問題Similartothenon-renormalizationwithoutHiggsintheelectroweaktheoryHere,alsoneedextradegreeoffreedom-------Quintomfield

CMB---》引力擾動(dòng)理論的成功

S.Weinberg……’tHooft,M.Veltman:Higgs理論的成功！但，Higgsnotdiscovered,LHC??II.天文觀測(cè)數(shù)據(jù)：1）超新星（SN）2）微波背景輻射（CMB）3）大尺度結(jié)構(gòu)（LSS）。。。。。。。。。。III.數(shù)據(jù)擬和分析方法：MonteCarloMarkovChains上海超級(jí)計(jì)算機(jī)修改的CAMB/CosmoMC暗能量擾動(dòng)新方法

B.Feng,X.WangandX.Zhang,PLB607,35(2005)；引用434次G.B.Zhao,J.Q.Xia,M.Li,B.Feng&X.Zhang,PRD72,123515(2005)。入選了《第一屆中國百篇最具影響優(yōu)秀國際學(xué)術(shù)論文》

SNIa+SDSS+WMAP-1確定的暗能量狀態(tài)方程Observingdarkenergydynamicswithsupernova,microwavebackgroundandgalaxyclustering

Jun-QingXia,Gong-BoZhao,BoFeng,HongLiandXinminZhang

Phys.Rev.D73,063521,2006

暗能量擾動(dòng)不可忽略!!2006年的WMAP觀測(cè)對(duì)暗能量狀態(tài)方程的確定Relativeerror:~9%Relativeerror>50%!!*暗能量擾動(dòng)的重要性*WMAP只考慮了常數(shù)狀態(tài)方程的情況目前暗能量實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1).大量的動(dòng)力學(xué)模型受嚴(yán)格限制，但并沒有被今天的數(shù)據(jù)完全排除；2).宇宙學(xué)常數(shù)與今天的數(shù)據(jù)比較吻合（2σ內(nèi)）；3).最佳擬合模型是w越過-1的Quintom。G.Zhao,J.Xia,B.Feng,andX.ZhangIJMPD16,1229(2007)E.Komatsuetal.(WMAPGroup)arXiv:0803.0547J.Xia，H.Li,G.ZhaoandX.ZhangPhys.Rev.D78083524,2008WMAP1WMAP3WMAP5J.Xia,G.Zhao,B.Feng,H.LiandX.Zhang

Phys.Rev.D73,063521(2006)WMAP5Astrophys.J.683:L1-L4,2008

研究現(xiàn)狀GongboZhaoandXinminZhange-Print:arXiv:0908.1568

WMAP7E.Komatsuetal.

e-Print:arXiv:1001.4538

1）十年研究取得的階段性（與任何學(xué)科一樣）重要成果：方法上的創(chuàng)新成果(perturbation,PCA…)；至今已排除了大量的理論模型；2)Cosmologicalconstantisconsistentwiththedata;3）quintommildlyfavored，推動(dòng)近年quintom暗能量理論發(fā)展4）但是目前觀測(cè)的精度還不夠，推動(dòng)新設(shè)備MoreonCurrentStatus

Data:WMAP5+small-scaleCMB+SDSSLRG+”constitution”sample(SN:CFA+UNION)20傳統(tǒng)理論挑戰(zhàn)：對(duì)暗能量而言，若其位于四維Friedmann-Robertson-Walker(FRW)時(shí)空之下，由單個(gè)理想流體，或拉氏量形如的單標(biāo)量場(chǎng)構(gòu)成，且與引力最小耦合，則它的狀態(tài)方程參數(shù)必不能越過-1。新理論：1.多場(chǎng)；2.修改引力；3.引入高階導(dǎo)數(shù)；

4.具有相互作用自2004年，在國內(nèi)外掀起了研究狀態(tài)方程越過-1的暗能量理論模型的熱潮。為CosmoMC暗能量發(fā)散疑難解決提供理論框架。對(duì)應(yīng)性：

Quintessence--InflationQuintom---Bouncing(Quintombouncingcosmology)

BoFengetal.,Phys.Lett.B607,35(2005);A.Vikman,Phys.Rev.D71,023515(2005);W.Hu,Phys.Rev.D71,047301(2005);

R.CaldwellandM.Doran,Phys.Rev.D72,043527(2005);J.Xia,Y.F.Cai,T.Qiu,

G.B.ZhaoandX.M.Zhang,astro-ph/0703202Quintom暗能量理論兩暗（暗物質(zhì)、暗能量），一黑（黑洞），三起源（宇宙起源、天體起源（質(zhì)量起源）、生命起源（物質(zhì)起源））循環(huán)宇宙的模型循環(huán)宇宙：宇宙永恒存在，既沒有開始也沒有結(jié)束Tolman早期循環(huán)宇宙：在閉宇宙模型中實(shí)現(xiàn)?；诟呔S時(shí)空理論的循環(huán)宇宙模型：Steinhardt修正的Friedmann方程(LoopQuantumCosmologyorBraneWorldscenario)所預(yù)言的循環(huán)宇宙模型。避免宇宙奇點(diǎn)循環(huán)宇宙需要Quintom物質(zhì)在Einstein引力框架中實(shí)現(xiàn)循環(huán)宇宙的過程：Bounce所需的條件：Turnaround發(fā)生的條件：在bounce點(diǎn)狀態(tài)方程：在turnaround點(diǎn)狀態(tài)方程：在一個(gè)循環(huán)中：bounce-----turnaround-----bounce狀態(tài)方程兩次越過“-1”，我們需要Quintom實(shí)現(xiàn)循環(huán)宇宙。我國暗能量探測(cè)

可行性研究—LAMOST我國暗能量探測(cè)

可行性研究—DOMEADOMEALSSTSNAPw(z)=w0+wa*z/(1+z)CMB檢驗(yàn)CPT對(duì)稱性(Noteherethenotation:G~E,C~B)GravitationalleptogenesisanditssignaturesinCMB.

BoFeng,HongLi,Ming-zheLi,Xin-minZhang,Phys.Lett.B620:27-32,2005.

當(dāng)時(shí)沒有數(shù)據(jù)，用模擬的數(shù)據(jù)做研究特點(diǎn)：Lorentz破壞強(qiáng)度~H

由于CMB光子傳播~1/H

觀測(cè)效應(yīng)~O(1)

FRWviolatesLorentz,howtodetect………

相關(guān)論文1）ProbingCPTViolationwithCMBPolarizationMeasurements.

Jun-QingXia,HongLi,XinminZhang,e-Print:arXiv:0908.18762）TestingCPTSymmetrywithCMBMeasurements:UpdateafterWMAP5.

Jun-QingXia,HongLi,Gong-BoZhao,XinminZhang,Astrophys.J.679:L61,20083）TestingCPTSymmetrywithCMBMeasurements.

Jun-QingXia,HongLi,

Xiu-lianWang,Xin-minZhang,Astron.Astrophys.483:715-718,2008

4）CosmologicalCPTviolation,baryo/leptogenesisandCMBpolarization.

MingzheLi,Jun-QingXia,,HongLi,XinminZhang,Phys.Lett.B651:357-362,2007

5）SearchingforCPTViolationwithCosmicMicrowaveBackgroundDatafromWMAPandBOOMERANG.

BoFeng,,MingzheLi,,Jun-QingXia,XueleiChen,,XinminZhang

Phys.Rev.Lett.96:221302,2006.

6）TestingtheLorentzandCPTSymmetrywithCMBpolarizationsandanon-relativisticMaxwellTheory.

Yi-FuCai,MingzheLi,XinminZhang,JCAP1001:017,2010.7）$CPT$ViolatingElectrodynamicsandChern-SimonsModifiedGravity.

MingzheLi,Yi-FuCai,XiulianWang,XinminZhang,

Phys.Lett.B680:118-124,2009

8）CosmologicalCPTviolatingeffectonCMBpolarization.

MingzheLi,XinminZhang,Phys.Rev.D78:103516,2008.

中國組完成了“一個(gè)漂亮的測(cè)量”這篇文章給出了一種檢驗(yàn)基本對(duì)稱性（CPT）的新方法\delta\alpha=-2.33\pm0.72WithWMAP7+B03+BICEP\delta\alpha=-0.04\pm0.37degwithWMAP7+B03+BICEP+QUaDQUaD:\delta\alpha=0.59\pm0.42

研究現(xiàn)狀系統(tǒng)誤差??？TopQuark,HiggsPhysics和宇宙學(xué)（ElectroweakBaryogenesis)Whynoanti-matter-------Baryo/Leptogenesis三個(gè)條件：1）B破壞（Sphaleron)2）CandCP破壞(CKM不夠）

3)強(qiáng)一級(jí)相變（m_H<40GeV)需要新物理：doubleHiggs,Left-Rightmodel,SUSYEffectiveLagrangian----Anomalouscouplings(Peccei,Zhang……………)==

=

AnomalousTopCouplingsatTevatron,LHC;中微子與宇宙學(xué)中微子在宇宙學(xué)中至關(guān)重要中微子代數(shù)與BBN中微子與Leptogenesis中微子和暗能量XinminZhangetal