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目前,WilkinsonMicrowaveAnisotropyProbe(WMAP),Ia型超新星和SloanDigitalSkySurvey(SDSS)的数据均支持加速膨胀的宇宙。人们也建立了各种宇宙学模型来解释这样的一个加速膨胀的宇宙。多数宇宙学模型集中于在通常的爱因斯坦引力理论之内的具有负压力的暗能量模型。
但是,观测的加速膨胀宇宙也可能是由于某种未知的涉及引力理论改正的物理过程所导致。这一改正通常与可能存在的额外维度有关,引起所谓的膜世界宇宙。膜世界宇宙是一个通过改正引力理论来排除暗能量项的例子。这个有趣的膜世界宇宙学模型是由Dvali等人提出的,通常称作Dvali-Gabadadze-Porrati(DGP)膜世界宇宙学。对于小于临界尺度rc的尺度,由两个精确的源经受的引力是通常的4维1/r2力,但是对于大于rc的尺度,引力遵循5维1/r3行为。尽管理论一致性以及特别是自加速解仍然有待证实,但是,DGP模型已经成功地通过一些观测检验。
本文中,我们使用观测到的哈勃参量H(z)数据和重子声学振荡观测数据来检验Dvali-Gabadadze-Porrati宇宙学模型。观测到的H(z)数据与最古老星系的微分年龄即红移z对宇宙时间t的导数(dz/dt)有关。dz/dt的确定提供了对哈勃参量的测量,哈勃参量可作为宇宙学探针。另外,我们还使用重子声学振荡(BaryonicAcousticOscillations,BAO)峰值的大小进行了联合分析,该峰值由来自SDSS的亮红星系的大尺度相关函数探测得到。
论文对DGP宇宙模型的两种情况进行了研究:
1.对于具有曲率项的DGP宇宙模型,我们考虑了WMAP三年的结果,无量纲哈勃常数h=0.73±0.03作为先验;
2.平坦的DGP宇宙模型,其中h为自由参量。
结果表明:无论是否考虑曲率限制,宇宙的加速都是显然的。对于前一种情况,最佳拟合值符合封闭宇宙,尽管在较大的置信水平上也可能是开放宇宙。这符合许多的其它约束结论。无论是甭结合重子声学振荡的观测数据,Wdff0的当前值都是接近的。对于平坦宇宙,h的最佳拟合值与结合了WMAP三年的结果相比要稍小。但是它们都符合由哈勃参量的当前值的中值统计分析(MedianStatistics)所得到的结果h=0.68±0.04。我们发现对这两类模型最佳拟合值都表明宇宙是封闭的。我们对减速参量的当前值(即减速因子g0)、宇宙从减速转换到加速的转换红移zt以及有效的状态方程的当前值w0也进行了讨论。