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对矮星系和晚型LSB星系的最新高分辨率自转曲线进行观测,揭示出由CDM主导的物质密度分布中心具有常数密度核。在ΛCDM宇宙学框架下,纯CDM宇宙学N体模拟给出普适的、带尖点的NFW模型,解决尖点-核问题的最佳方案是考虑暗晕中心重子物理过程对暗晕密度分布的影响。到目前为止,考虑重子物理过程后,不管是解析模型还是数值模拟,给出的暗晕密度分布都能很好地符合自转曲线的观测结果,但是却不能通过强引力透镜观测的检验。最后,对基于这两种观测到底能不能用一个统一的暗晕密度分布模型来描述作了简要的讨论,并认为需要更多的强引力透镜样本和分辨率更高的数值模拟,以解决上述问题。 相似文献
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本文在宇宙弦模型中,计算了各种暗物质主导宇宙的大尺度均方质量扰动和速度场。我们的计算结果表明,如果冷暗物质和重子主导字苗在8Mpch~(-1)处引力成团达到非线性或者中微子主导宇宙在z～3时出现Pancake碎裂,则相应的宇宙弦线密度μ均应满足关系式:Gμ>10~(-5),而这样的弦密度将导致宇宙微波背景较大的各向异性并违反大爆炸核合成理论。对大尺度速度场的计算,我们得到了它随距离增大比通常宇宙模型下降得更慢的结果,但它仍不足以解释Collins等最近报告的在50h~(-1)Mpc处v_p=970±300km·s~(-1)的固有速度。因此我们的计算表明,由单一的弦扰动形成观测到的大尺度结构是困难的。双扰动模型有可能是解决困难的一种途径。 相似文献
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主要研究了修改引力论在非线性尺度上的表现。现在已经存在很多修改引力论的模型,如f（R）,DGP,Mond等,但是在工作中并没有使用别人已经提出的修改引力论方法,因为首先不可能去对所有的修改引力论模型都进行研究;其次重点研究的是修改引力对于宇宙中的物质分布在非线性尺度上的影响,而各种修改引力论对于物质聚集的影响是相似的,都可以通过一个参数表达出来。因此笔者提出一种修改引力论的方法,引进了一个简单参数ζ。这个参数ζ定义为Geff/G/-φ/Ψ,这里Geff是有效牛顿常数,G是牛顿常数,φ和Ψ则是时空度规的标量扰动方程中的两个势。这个ζ参数在广义相对论的基础上修改了物质粒子受到的加速度,加大或者减小这个参数会相应地改变物质粒子的加速度,进而会加快或者减慢大尺度结构的形成。这种对大尺度结构在线性尺度上的影响可以通过理论计算得到,但是大尺度结构的非线性增长无法通过理论计算得出,现在只有借助已经发展得比较成熟的数值模拟方法来研究这个问题。该文修改了现在已经比较成熟的数值模拟程序GADGET-2,加入了ζ参数。在进行数值模拟之前,首先检验了数值模拟的质量分辨率、模拟尺度,以及初始红移对最终物质功率谱的影响,并且证实修改后的GADGET-2程序是正确的。设定不同ζ参数的值,ζ=0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.5,这里ζ=1.0对应标准宇宙学,然后对每个ζ值运行了一组数值模拟。为了减少数值效应对最终结果的影响,并且突出显示修改引力论在非线性尺度上的表现,没有简单直接地使用不同ζ值物质功率谱来做比较,而是精巧地设置不同ζ值的输出红移,使不同ζ值在其对应的输出红移处有相同的线性功率谱,并且最终使用了ξ=ζ≠1.0/ζ=1.0这个比值参数来研究修改引力论在非线性尺度上的表现。通过宇宙学尺度上的数值模拟和高精度的小波物质功率谱方法,我们研究了ζ参数对物质在非线性尺度上增长的影响。通过ξ这个参数,在线性功率谱相同的时候,比较了不同ζ参数的功率谱在非线性尺度上相对于标准宇宙学模型的偏离。得到重大的发现:大尺度结构在非线性上的增长并不是想象的那样,较大的ζ参数加大了物质粒子的加速度,进而在线性和非线性尺度上都加快了结构形成,反而是在线性功率谱相同的时候,较大值的ζ给出了较小的非线性功率谱。这个发现也证明HKLM假定的不正确,从而证明基于这个假定的功率谱拟合公式（PD96,Smith2003）不适用于修改引力论,直接将这些功率谱拟合公式推广到修改引力论是不正确的。基于这个ζ参数的修改引力论模型,利用一系列的数值模拟的结果,为修改引力论提出了一个新的拟合公式。这个新的拟合公式不是对现有的这些拟合公式做推广,而是借助于标准宇宙学下的非线性功率谱,通过几个简单的参数就可以得到对应不同ζ值的非线性功率谱,而且其精度保证在5%以内。利用这套数值模拟的结果,我们进而研究ζ修改引力论下的本动速度场的功率谱、暗晕的质量方程,以及暗晕的性质。这些工作为我们从观测上区分修改引力论和广义相对论提供了理论指导。 相似文献
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在宇宙的已观测的范围内,从尺度10~(10)cm直到10~(26)cm可视物质的分布是不均匀的。对星系三维分布的研究结果表明,绝大多数的星系集中在由星系的带、群和团组成的超星系团中;而在超星系团之间是几乎没有可视天体的巨洞。宇宙的大尺度结构(在尺度10Mpc—10~2Mpc上星系分布不均匀性的特征)似乎是网状的。对类星体红移分布的统计分析结果表明,在大尺度结构中可能有周期性分布的成分。周期尺度是10~2Mpc的数量级。 在另一方面,关于微波背景辐射的温度起伏的观测(δT/T 10~(-5),在角尺度10′—180°的范围)表明,宇宙中的物质在更大尺度(10~3Mpc)上的分布是均匀的。 大尺度结构是怎样从早期均匀的背景宇宙中增长起来的?这是在宇宙学中最重要也是最困难的问题上一;要解决这个问题需要有关于宇宙的完善的模型。目前所流行的、关于大尺度结构的理论,基本上是以膨胀宇宙论和密度扰动的理论为基础的理论。 在绝热密度扰动(假定初始扰动是绝热的)的方案中,有两种观念特别值得注意: 1,宇宙密度波的观念。在早期宇宙中的扰动有可能在氢复合前形成有物理意义的相干波列;这种波——“宇宙密度波”在氢复合之后有可能影响物质的分布。作为宇宙密度波的可观测遗迹,可以解释已观测的星系分布不均匀性的上限尺度,以及在类星 相似文献
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宇宙学数值模拟预言的暗晕及其子结构的统计性质,被广泛应用于星系形成模型、近邻宇宙学、红移巡天、宇宙大尺度结构、引力透镜和暗物质搜寻等研究领域。在精确宇宙学时代,随着天文观测能力的不断增长,人们对模型精度提出了更高的要求,因此,数值模拟及其分析工具将继续起到不可替代的巨大作用。数值模拟中物质结构的性质往往与具体的搜寻算法有关,从最初通过数值模拟发现子晕到现在的20年里,结构搜寻算法有了极大的发展,新算法不断涌现。了解不同数值搜寻算法的实现及其差异,有助于分析模拟结果的系统差和不确定性,增强研究的可重复性。通过总结现代子晕数值搜寻的基本方法,并以几种典型的搜寻算法为例,探讨了它们之间的异同,及其对相关研究的影响;回顾了子晕的基本统计性质,包括质量函数、空间分布和密度轮廓等,以及这些统计结果对搜寻算法的依赖。此外,还讨论了重子物理的影响。 相似文献
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利用高精度大样本的冷暗物质($\Lambda$ cold dark matter, $\Lambda$CDM)宇宙学数值模拟的数据, 对重子物质如何影响暗物质晕的形状和角动量进行了研究.使用了3种数值模拟数据, 纯暗物质模拟、含辐射冷却、恒星形成和动力学超新星反馈的模拟, 包含活动星系核反馈效应的恒星形成模拟. 对这3种模拟, 还进行了不同红移处的比较. 主要结果如下.重子物理过程会改变暗物质晕的质量分布, 特别是有活动星系核反馈机制的情况下.比如, 活动星系核反馈会减少大质量暗物质晕的形成.随着宇宙的演化, 暗物质晕的空间形态逐渐由扁变圆. 重子物质的存在会加速暗物质晕形状的变化过程, 而且会使暗物质晕形状变得更圆. 但是活动星系核的反馈会对这一加速效应产生抑制.重子物质对暗物质晕的影响与暗物质晕的质量和半径都存在一定的依赖性.暗物质晕的质量越大, 它会呈现更扁的形态. 同时, 重子物质对任意质量的暗物质晕或暗物质晕在任意半径处的变圆均有一定的促进作用,尽管活动星系核反馈会抑制这一促进作用.特别是对于暗物质晕在0.2--0.6倍维里半径处的形状, 重子物质的影响尤为明显.此外, 重子物质的存在会对暗物质晕的角动量产生显著影响, 它会增大暗物质的角动量. 暗物质晕的自旋参数与质量无相关性, 但是与暗物质晕的半径存在一定的相关性. 相似文献
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《天文学进展》2016,(3)
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宇宙学模型被视为标准冷暗物质宇宙学模型(ΛCDM模型)。弱相互作用重粒子(WIMPs)成为暗物质的强劲候选者。很多标准模型的扩展模型可以很自然地构造出弱相互作用的大质量粒子。暗物质剩余丰度的标准计算表明,WIMP粒子自然满足?_(DM)h~2≈0.11的天文观测。WIMP粒子的质量较大,运动速度相对缓慢,容易聚集成团,基于WIMPs暗物质模型的数值模拟结果符合对宇宙大尺度结构的观测结果。就实验而言,目前关于暗物质的加速器或非加速器的直接/间接探测,很多都是针对WIMP粒子设计的。因此,基于WIMPs的冷暗物质模型受到了广泛重视。但ΛCDM宇宙学模型描述Mpc以下的小尺度结构时,遇到了比较严重的问题。为了缓解小尺度上出现的问题,提出不同的暗物质模型,但目前并没有确切证据足以排除冷暗物质模型。介绍了基于WIMPs的暗物质模型的研究进展,如WIMPs奇迹、数值模拟、小尺度问题、直接/间接探测,并分析了关于暗物质"冷"、"热"、"温"的区分依据,以及阐述了该领域未来的研究方向。 相似文献
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本文用N-体数值模拟对标准宇宙的大尺度结构进行了研究,给出了一个能形成空洞、纤维状结构的模型。该模型意味着,密度扰动存在超团的特征尺度,并且,在较小的尺度上,扰动也没有全被抹平。 相似文献
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在Ｘ射线观测提高了星系团质量和半径测量精度的新形势下，本文讨论了宇宙常数不等于零的平坦宇宙冷暗物质结构形成模型，利用球对称扰动区在宇宙常数不为零时的动力学方程的解，估计了星系团形成红移与宇宙常数是否为零的关系，计算了星系团质量函数随红移的演化．计算表明，红移为零时星系团的数密度基本上由谱参数Γ决定．若假定星系团质量只有２０％的不确定性，可限定Γ的适用范围约为０．１５－０．３２．高红移星系团的数密度观测不仅有可能对宇宙常数是否为零作出鉴别，而且当精度够高时还能对宇宙物质密度的大小作出限制 相似文献
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本文从高斯型的初始质量密度扰动出发,采用球对称演化模型计算了星系大尺度本动速度随尺度的分布。采用这样一种模型可以避免通常流体模型中线性增长以及窗函数的假设,对不同的宇宙物质主导成分的讨论表明,在各种情况下本动速度的期待值v_p在大尺度上的分布是随着尺度的增大而逐渐减小,这与流体模型以及宇宙弦模型下的趋势是一致的,但对所有参数的可能取值所作的计算表明,理论结果很难解释Dressler等人在r～60h~(-1)Mpc的尺度上观测到的大的本动速度,这很可能是由于在本星系群(LG)之外r 60h~(-1)Mpc的远处存在着一个大质量的物质凝聚区域。 相似文献
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宇宙中的可视物质与不可视物质具有相当不同的密度分布.前者在星系、星系团和超星系团的尺度上有明显的成团,而后者的分布则是较为均匀的,本文讨论了在Jeans成团阶段,可视物质与不可视物质之间形成这种差异的可能性.对于两成分宇宙,只要引力扰动的增长时标和衰减时标满足一定的关系,该扰动就可以在一种成分中引起增长响应,而另一成分中却是衰减的.具体计算了由两种无碰撞气体所构成的宇宙中非均匀性的发展.发现:只要成分1及2的密度及Jeans长度满足ρ_1 ρ_2,λ_(1J)λ_(2J),则无论初始扰动是在成分1中,还是成分2中,发展的结果都是成分1中具有大的非均匀性,而成分2中只有小的非均匀性.如果不可视物质主要是有静质量的中微子,则上述结果就可以用来说明不可视物质的密度分布的准均匀性. 相似文献
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李晓卿 《紫金山天文台台刊》1991,10(3):161-187
宇宙物质在大尺度上成团是宇宙学的基本问题.本文综述了金斯理论和泽利多维奇近似,指出:双成分自引力系统的非线性相互作用的动力学描述是大尺度成团的现代研究课题. 详述了过去在这个课题方面被我们获得的结果.表明:自引力系统的结构可由一组非线性藕合方程描写:扰动场能塌缩并形成类薄饼结构.在宇宙条件下,我们得到了星系团、超团和巨洞的特征尺度. 相似文献
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采用接近真实太阳系的动力学模型,对主带小行星的动力学演化进行了数值模拟。计算的起始时间是儒略日JD=2.4540005×10~6,计算的时间长度为100万年。力学模型采用n+m体模型,计算程序基于小行星轨道演化的软件Orbit9。对演化结果进行分析可以发现测试粒子与木星的平运动共振对测试粒子稳定性的不同作用,以及在2:3、3:4共振处不同初始ω值对测试粒子演化结果的影响。 相似文献
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本研究了Ｐｏｉｓｓｏｎ随机分布的星系团作为引力透镜天体,其横向本动速度引起的运动引力透镜效应对宇宙背景辐射（ＣＢＲ）温度涨落各向异性的影响。对星系团的密度结构及其引力透镜效应,我们采用Ｈｅｒｎｑｕｉｓｔ模型,并在此基础上,利用星系团的统计理论,在冷蝉 物质及等曲率重子扰动模型框架下,计算了运动引力透镜效应对ＣＢＲ温度涨落各向异性的贡献。 相似文献
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目前已经有很多观测证据表明宇宙中存在着大量暗物质,其能量密度占据了目前宇宙总能量密度的1/4.根据高精度的数值模拟和引力透镜观测,我们已经对从矮星系到星系团中的暗物质空间分布有了较好的理解,但是对于暗物质究竟是什么我们还一无所知.由此,物理学家提出了很多假想的粒子模型. 相似文献
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选取前文中所列出的29个累积光谱型为F型的球状星团中的3个作为样本，深入研究了初始观测资料的不确定性和选用不同的银河系引力势模型，对样本星团轨道参数的影响。首先采用Monte Carlo方法产生3个样本球状星团的模拟初始观测数据，而后，以这些模拟数据为初始条件，在3种不同的银河系引力势模型下进行轨道计算，得到此3个样本的模拟轨道参数。模拟计算的结果表明：根据模拟初始数据生成的样本轨道参数分布形态大致可分为高斯分布、准高斯分布和非高斯分布等3类；初始观测数据的不确定性对样本轨道参数分布的影响，与样本星团的选择和轨道参数的类型有关；选用不同的银河系引力势模型，对3个样本星团的各个轨道参数的分布和形态结构也会产生不同程度的影响。该工作的结果，可供深入研究球状星团的整体运动和动力学性质等问题参考。 相似文献
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本文综述了近年来国际上对微波背景辐射的各向异性和谱畸变问题的主要研究成果。这一研究可以提供早期宇宙演化的重要信息,对研究初始密度扰动谱、宇宙暗物质、星系及宇宙大尺度结构的形成以及复合之后的再热过程都具有重要意义。 相似文献