课题简介

研究内容

我们的研究组主要致力于研究宇宙学领域,利用BOSS、eBOSS、DESI、PFS、Euclid等大尺度星系巡天项目的数据探索宇宙加速膨胀的物理起源。

在标准宇宙学框架下,引力由广义相对论(GR)描述,宇宙的膨胀会因宇宙中物质的引力而减缓。然而,1998年,两个国际小组的观测和分析表明宇宙的加速膨胀现象。这一观测已被不同类型的天文观测独立证实,包括测量宇宙微波背景辐射(CMB)的Planck卫星实验,以及测量宇宙大尺度结构(LSS)的SDSS光谱巡天实验等。2011年,三位最早发现宇宙加速膨胀的科学家获得诺贝尔物理学奖。

解释宇宙加速膨胀是现代科学中最大的挑战之一。这是因为根据爱因斯坦的引力理论(即广义相对论,至今为止最为成功的引力理论),一个仅包含物质的宇宙只能减速膨胀,而不能加速。理论上,加速膨胀意味着宇宙中约70%的能量由一种具有负压强的“暗能量”提供,或者广义相对论在宇宙学尺度上需要修正。除了暗能量,我们也致力于修改引力理论,探索可能存在的新物理,以更好地解释宇宙加速膨胀的现象。暗能量和修正引力可以给出相同的宇宙膨胀历史,但却预言不同的宇宙结构形成和演化。因此,通过大尺度结构巡天观测宇宙结构的形成演化,我们可以原则上区分这两种不同机制,揭示宇宙加速膨胀背后的物理。

我们的研究组利用多种理论和技术手段进行宇宙学研究。目前,团队成员正在利用密度场重建及其关联,有效场论,多点关联函数及其功率谱等理论工具,以及Lyman-α森林、闵氏泛函等观测量对宇宙大尺度结构进行研究。我们还应用机器学习技术,从复杂的数据中提取出有用信息,用于更精确地理解宇宙的演化历史。