暗能量与巡天模拟的研究

宇宙暗能量是21世纪天文学和物理学的一个重要研究课题。本项目围绕暗能量模型，数据拟合，巡天模拟和探测可行性开展系统的研究， 具体研究内容包括以下几个方面：（1）开展暗能量模型的理论研究和利用天文观测数据 （CMB + LSS + SN 等）通过数值计算整体拟合确定暗能量状态方程及其它宇宙学参数，并检验暗能量模型；(2)进行详细的模拟观测研究；（3）开展暗能量观测手段的系统的研究；（4）通过认真研究并与国际上其它大型天文观测装置的比较， 探讨南极暗能量巡天的优势。

本项目针对暗能量理论模型与数据整体拟合、暗能量观测手段、巡天观测模拟以及国内大型天文项目南极昆仑暗宇宙巡天望远镜（KDUST）和空间站大规模多色成像与无缝光谱巡天（简称空间站光学巡天）开展了研究工作。在暗能量理论模型和数据整体拟合方面，使用了最新的宇宙微波背景辐射数据（WMAP、Planck、BICEP2）、超新星数据（SNLS）、星系重子声波振荡及弱引力透镜的观测数据，对暗能量状态方程参数、谱指数ns、哈勃常数等宇宙学模型参数给出较强的限制，并发现参数之间的简并、ΛCDM模型的局限性等因素导致了一些观测结果之间的矛盾（如哈勃常数）或过强的限制（如ns），如果打破ΛCDM的模型框架，这些问题将被明显弱化。在暗能量探测手段方面，针对弱引力透镜峰值统计等专题展开了系列的研究，发展了计算峰值丰度的理论模型，其理论预测与CFHT观测数据符合得非常好，在国际上首次显示了利用现有观测进行峰值统计宇宙学研究的可行性。在巡天项目方面，进行了一系列巡天模拟工作，预测了KDUST和空间站光学巡天研究暗能量的能力。本项目的工作为空间站光学巡天的立项起到了重要的支撑作用。