非热起源暗物质模型中微波背景涨落和大尺度结构的研究电磁场与微波技术专业论文.docxVIP

国内图书分类号：P159．5 国内图书分类号：P159．5 密级：公开 国际图书分类号：521 西南交通大学 研究生学位论文 年 级 2QQ昼级 姓 名 何 堡 申请学位级别 盟 ± 专 业 电磁扬皇邀这撞盔 指导老师 挞塞越塾援 二零一四年四月十日 万方数据 Classifled Classifled Index：P 1 59．5 U．D．C：521 Southwest Jiaotong University Doctor Degree Dissertation Study on Microwave B ackground F luctuations and Large S cale Structures in Non··Thermal Production of Dark Matter Model Grade：2008 Candidate：He Yu Academic Degree Applied for：Doctor Degree Speciality：Electromagnetic Field and Microwave Technology Supervisor：Professor Lin Wenbin April 10，2014 万方数据 西南交通大学 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1．必威体育官网网址口，在 年解密后适用本授权书； 2．不必威体育官网网址面，使用本授权书。 (-i,fl在以上方框内打“√”) 学位论文作者签名：饧写丑、 指导老师签名：掉a乏 日期：矽J斗．参．I占 日期：Ⅵl修．乡．形 万方数据 西南交通大学博士学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 西南交通大学博士学位论文创新性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本学位论文的主要创新点如下： (1)建立了非热起源WIMP暗物质模型，并给出了平坦宇宙中，非热起源WIMP 暗物质的线性演化方程，以及线性转移函数、微波背景涨落的角功率谱、线性物质功 率谱等数值计算结果； (2)结合目前的天文／宇宙学观测，验证了非热起源暗物质模型的可行性，对宇宙 弦形成时的对称破缺尺度作出了限制，并排除了过轻的非热起源WIMP粒子作为暗物 质的可能； (3)在非热起源暗物质的宇宙学模型中，完成了宇宙大尺度结构演化的数值模拟， 并建立了暗晕模型，对暗物质的空间分布、暗晕的演化和统计特性等做了分析； (4)利用非热起源暗物质的宇宙学模型，缓解了基于冷暗物质的标准宇宙学模型 所面临的“小尺度危机”一子结构问题和中心密度问题等。 本人承担了上述工作中绝大部分理论基础研究工作，独立完成了论文中的数值计 算、数值模拟、数据分析等工作，并完成了其中非线性功率谱计算、划分暗晕、分析 暗晕等程序的设计调试等。 学位论文作者签名：分可靠雹、 Et期：№j 4 b．J多 万方数据 西南交通大学博士研究生学位论文 西南交通大学博士研究生学位论文 第1页 摘 要 在过去的10年里，特别是2003年以来WMAP卫星对宇宙微波背景辐射的精确测 量、斯隆数字化巡天对大尺度结构的观测以及更大样本的超新星等观测数据，使宇宙 学的研究进入了精确宇宙学时代。目前，带有暗能量、具有标度不变的绝热原初扰动 功率谱的冷暗物质(Cold Dark MaRer，CDM)宇宙学模型被视为标准冷暗物质宇宙学 模型(ACDM模型)。 暗物质、宇宙微波背景涨落和宇宙大尺度结构是当前宇宙学的研究热点，这对于 理解宇宙的物质分布和演化具有重要的意义。不同的暗物质模型会产生不同的微波背 景涨落，影响大尺度结构的形成和演化。尽管ACDM宇宙学模型成功地解释了大尺度 结构形成和演化，但在小尺度方面却不能与天文／宇宙学观测符合。 本论文的目的就是要建立与观测符合的基于暗物质的标准宇宙学模型。为此，我 们对暗物质和宇宙物质演化、宇宙大尺度结构展开了研究。 在第一章，简要介绍了宇宙学的有关背景，包括标准宇宙学模型、结构形成理论， 并介绍了宇宙中暗物质的观测依据、性质等；同时介绍了暗晕模型和描述暗晕特性的 方法。 在第二章，我们详细地给出了膨胀宇宙中，在标量场扰动下各种物质(包括重