引力透镜和弱引力透镜的新方法

引力透镜是天体物理中最重要的工具和手段之一,在宇宙学暗物质、暗能量、大尺度上的引力和系外行星探测中都发挥着巨大的作用.首先介绍了引力透镜的基本理论和近似,其次给出了引力透镜的主要发展历史,然后介绍了不同于光线偏折角的引力透镜理论新视角.之后评述了宇宙学中的弱引力透镜研究概况,简要回顾了弱引力透镜测量的主流方法宇宙剪切及...     

引力透镜的基本原理及最新研究进展

介绍了引力透镜的基本原理，并针对不同情况，结合目前的观测结果对强透镜、弱透镜和微透镜分别作了系统的说明；特别阐述了近年来正在兴起的宇宙剪切的观测和理论研究，总结了引力透镜在宇宙学研究中的重要意义。     

K_(ING)星系与类星体的引力透镜统计特性

本文以King模型去描述星系的引力透镜行为,把已知类星体作为光源,从统计上计算了引力透镜类星体对与其像间分离的关系。结果表明,星系的透镜行为不仅能解释全部透镜事例,而且可以揭示出星系的某些统计参数,如星系的最大质量、平均半径、平均核半径及质光比。宇宙中星系质量密度因子,Ω_g,亦可从中求得。     

宇宙中的巨型光弧

宇宙中的巨型光弧是近两年来发现的一种新颖的天象。本文简述了已有的四个观测事例,给出了可能的产生机制,特别就引力透镜的成因进行了仔细的讨论。     

暗晕子结构的数值搜寻与统计性质

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。     

星系团的引力透镜效应及宇宙微波背景辐射的各向异性

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。     

星系团的引力透镜效应及宇宙微波背景辐射的各向异性

本文研究了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,在冷暗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．     

红外背景的畸变

本文研究了引力透镜和富星系团在宇宙中作为一种分布,对红外背景畸变的统计效应。其中包括富系团的热电子对红外背景畸变的Sunyaev-Zel’dovich效应,以及引力透镜对红外背景畸变的引力效应。本文给出了z=4范围内的红外背景的总畸变,其结果是:Sunyaev-Zel’-dovich效应为:(△T_r)/T_r～10~(-2)—10~(-3),纯引力效应为(△T_r)/T_r～10~(-3)—10~(-4)。     

基于伽马射线的类轴子粒子探测及暗物质子晕搜寻研究

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.     

Robertson-Walker度规背景下的引力透镜公式

本文考虑时空背景度规对点源引力透镜公式的影响,并从线段在均匀各向同性的膨胀空间中的一般关系得到了弯曲时空背景下的引力透镜公式,其在平空间的极限可以回到通常的引力透镜公式.本文最后讨论了公式对透明引力透镜及宇宙论等方面可能存在的影响.     

大天巨星系红移巡天

星系的红移巡天是观测宇宙学中最基本的工作,有关宇宙大尺度结构研究中的许多关键问题,例如宇宙中最大结构的尺度,宇宙中大尺度结构的拓扑特征,以及有关宇宙物质分布的密度场和速度场的许多基本性质的研究,都依赖于覆盖面积足够大、极限星等足够暗的完备的星系红移大样本．通过对巡天的覆盖天区、巡天深度、选样方法、巡样率等方面的分析,比较了最近已完成的一些红移巡天（IRAS、CfA、SSRS、ORS和LCRS等）并对计划中的2dF和SDSS巡天计划作了简要介绍．     

我们宇宙的未来

不断演化的宇宙 现代天文学家把目前我们所观测到的整个时空范围称作“我们的宇宙”。科学家从整体上研究宇宙大尺度的时空性质,物质运动的规律,宇宙学作为天文学的分支学科,是当代最活跃的科学前沿之一。近年研究认为,我们的宇宙大小约为137亿光年;它的起源、结构、演化和未来的结局,正是宇宙学的研究内容。     

大天区星系红移巡天

星系的红移巡天是观测宇宙学中最基本的工作,有关宇宙大尺度结构研究中的许多关键问题,例如宇宙中最大结构的尺度,宇宙中大尺度结构的拓扑特征,以及有关宇宙物质分布的密度场和速度场的许多基本性质的研究,都依赖于覆盖面积足够大、极限星等足够暗的完备的星系红移大样本。通过对巡天的覆盖天区、巡天深度、选择方法、巡产率等方面的分析,比较了最近已完成的一些红移巡天（ＩＲＡＳ、ＣｆＡ、ＳＳＲＳ、ＯＲＳ和ＬＣＲＳ等）并     

三十米巨眼 窥宇宙

天文学正处在一个黄金时期。在过去的半个世纪里,天文学家借助口径不断扩大、设计愈发精密的新一代望远镜和其他设备,做出了许多重大发现：类星体、黑洞、引力透镜弧、系外行星、伽玛射线暴、宇宙微波背景、暗物质和暗能量部位列其中。近二十年来,随着天文观测卫星和8—10米口径陆基望远镜的投入使用,我们对宇宙的认识又有了一幅新的图景：这是一个由我们还不甚了解的暗物质和神秘的真空能（即“暗能量”,其特征是能置密度不变）所主导的宇宙。随着认识的进步,全新的、也更加基础性的问题摆在了科学家面前。     

引力透镜与类星体——星系（星系团）成协

综述了背景光源（类星体）与前方天体（星系、星系团等）成协的观测和统计事例。详尽叙述了与成协问题相关的引力透镜理论。全面介绍了对各种成协事例进行引力透镜理论解释的方法、研究现状及存在的问题。还给出了一种计算成协样品中面密度超出因子的改进方法。     

不同天文观测对宇宙学模型的限制

正1998年,科学家们通过对Ia型超新星的观测研究,发现了宇宙在加速膨胀,揭示了暗能量的存在.该发现使得宇宙学成为当今物理学的研究热点.宇宙学是一门高度依赖于观测事实的学科,利用各类天文观测数据来限制不同的宇宙学理论模型是现代宇宙学的一项重要研究工作.本论文的主要研究内容是利用不同的天文观测来限制宇宙学.这些天文观测包括Ia型超新星、超亮的Ic型超新星、伽玛射线暴、强引力透镜、星系团的角直径距离以及星系年龄.本文第1章简要回顾     

引力透镜与类星体─星系(星系团)成协

综述了背景光源（类星体）与前方天体（星系、星系团等）成协的观测和统计事例．详尽叙述了与成协问题相关的引力透镜理论．全面介绍了对各种成协事例进行引力透镜理论解释的方法、研究现状及存在的问题．还给出了一种计算成协样品中面密度超出因子的改进方法．     

第二个天体测量卫星(Gaia)项目的进展

简述了第二个天体测量卫星Gaia(将于2013年3月发射)项目的科学意义,并给出了该项目的组织工作和最近的进展.描述了Gala观测资料处理的基本原理,以及与依巴谷观测资料处理的不同点.介绍了Gaia参考架构建的考虑,以及为了构建微角秒量级的参考架,应在自行中加入系统差改正,如长期光行差、引力波效应、宇宙膨胀各向异性的影响,弱的微引力透镜和微引力透镜噪声效应等.介绍了Gaia光学参考架与射电参考架ICRFL2之间建立联系过程中,选择河外射电源的准则,其中包括源的核漂移和光学长期变化监测等.最后,提出了我国现有设备参与支持Gaia的地基观测,以及正在研制的65 m射电天线在射电天体测量方面可以开展的若干课题.     

利用微引力透镜效应搜寻银河系内的重子暗物质

该文综述了利用微引力透镜效应来搜寻银河系内重子暗物质的原理、观测方法和结果以及当前国际上几个小组的工作和主要进展。简要回顾了对重子暗物质的认识过程，其中广泛分布于星系之中的暗天体被称为晕族大质量致密天体（MACHO）。综述了一些关于引力透镜的一些基本概念和基本公式，其中简单讨论了强引力透镜、弱引力透镜和微引力透镜的区别，并列出微引力透镜的两个重要参数光深和光变时标的定义及表达式。详细阐述了对于MACHO探测的方法和一些观测效应细节。综述了目前几个小组的工作，包括MACHO小组和EROS小组等，其中MACHO小组近来的工作得出MACHO为银晕的重要组成部分，其质量比例约为20％；而EROS最近工作得出的质量比例上限为7％。     

爱因斯坦环及其星系团环境

该文研究了以星系作为透镜体产生的切向弧(即"爱因斯坦环")的强引力透镜现象,并对该领域近年来的观测和研究作了总结.对形成这些强引力透镜"环"的星系所进行的研究表明,其附近存在的质量所产生的会聚和剪切对透镜的质量分布模型非常敏感.在大视场巡天中找到的这种爱因斯坦环的数目相当多,大约是每平方度10个,其中"强引力透镜巡天"(Strong LensingLegacy Survey,SL2S)提供了大量处于星系团视场中的由椭圆星系产生的爱因斯坦环样本.系统地研究星系团外围存在的爱因斯坦环,一方面可以理解星系团环境对爱因斯坦环的影响,另一方面可以利用它们来探测星系团的物质分布,并进而对冷暗物质宇宙学提供新的探测方法.