年龄微分法测哈勃参量及其对宇宙学模型和参数的限制

The expansion history of the universe has been extensively studied by using a few observational probes, such as supernova Ia, baryon acoustic oscillations, weak gravitational lensing, and galaxy clusters, etc. Each of these probes has its pros and cons, and may suffer from different systematic uncertainties. Any new probe for measuring the cosmic expansion history would be invaluable and provide additional cross check with the results obtained from the other probes and deepen our understanding of the universe.This project is based on a new observational probe to measure Hubble parameter.The most massive galaxies are believed to be formed at redshift z > 1 and they evolve almost passively since then. Therefore,the relative age of those galaxies may be used to infer the Hubble constant H(z)(differential age method). we plan to select a large sample of passively evolving massive galaxies form BOSS data set, and combine those spectra of galaxies with homogenous character into one.We will use full spectra fitting method to derive the mean age of the combined spectra and then get the hubble parameter by differential age method. Furthermore,the cosmological model and parameters can be constrained by Hubble parameter combined with other data, such as WMAP,BAO and Type Ia supernova.

宇宙的膨胀历史已广泛被一些观测探针,如Ia型超新星、重子声波震荡、弱引力透镜及星系团等所研究，这些探针都有各自的优势与不足，都会遭遇各种不同的系统误差。任何一个新提出的观测探针都将是非常有价值的，因为它能与其它探针所得结果进行交叉检验，增进我们对宇宙膨胀历史的了解。本项目的研究就是利用这样一个新的探针来测量哈勃参量。绝大多数的大质量星系都被认为是形成于红移1之前并且此后成为演化过的星系，因此这类星系的相对年龄随红移的变化（年龄微分法）可用于测量哈勃参量H(z)。我们将从BOSS数据中挑出完全演化过的大质量星系样本，将性质均一的样本进行合并得到合并光谱，利用全光谱拟合的方法得到合并谱的平均年龄，根据年龄微分法得到哈勃参量。利用所测哈勃参量，结合其他的一些数据如宇宙微波背景辐射、重子声波震荡、Ia型超新星等数据对某些宇宙学模型和参数给出限制。

宇宙的膨胀历史已广泛被一些观测探针,如Ia型超新星、重子声波震荡、弱引力透镜及星系团等所研究，这些探针都有各自的优势与不足，都会遭遇各种不同的系统误差。任何一个新提出的观测探针都将是非常有价值的，因为它能与其它探针所得结果进行交叉检验，增进我们对宇宙膨胀历史的了解。本项目的研究就是利用这样一个新的探针来测量哈勃参量。.通常人们都认为亮红星系是被动演化的星系，可以作为宇宙时钟，基于它们的相对年龄可限制哈勃参量。然而，根据星系的形成理论我们知道环境在星系的形成过程中起着很重要的作用。那么对处于不同环境中的亮红星系，比如中心星系、卫星系、场星系，哪一类型的亮红星系更适合作为宇宙时钟呢？或者亮红星系对环境的依赖较弱，三种类型的星系都具有同样的资格？为了探讨这一问题，我们从SDSS DR8中选出了一个亮红星系样本，并与Wen et al.(2012)的星系团表交叉，获得了处于不同环境中的亮红星系子样本，如中心星系，卫星系和场星系。我们发现亮红星系对环境的依赖很弱，但对质量（速度弥散）有依赖。随着速度弥散增大，星系的年龄也有所增加。因此非常大质量的星系形成得更早，更适合作为宇宙时钟使用。同时，我们还将我们的观测结果与Guo2011半解析模型给出的结果进行了比较，发现观测结果与模拟结果比较一致，证明了我们关于亮红星系对环境依赖很弱的结论是可信的。.紧接着，我们从SDSS DR7中选出了一个非常亮且红的早型星系样本（亮红星系）并与MPA/JHU数据交叉获得了一个0.03 < z < 0.39范围的大的宁静的亮红星系样本。我们利用全光谱拟合的方法估计了每条合并谱的平均年龄，并利用蒙特卡洛模拟的方法证明了我们测量年龄的可靠性。利用最大的速度弥散子样本的年龄-红移关系，在假设是平直的ΛCDM模型的情况下，我们测得哈勃常数 ，该值与Planck公布的结果非常吻合。.基于年龄微分法测哈勃参量是一个很新颖的方法，要得到更高测量精度的结果，需要更大红移范围以及较好质量的光谱，这寄希望于后面会有更多的高精度的光谱巡天出现。