宇宙学

每年招收硕士1-2名

070401-天体物理

宇宙学，强引力透镜，宇宙大尺度结构, 暗能量

2010-09--2011-08   美国堪萨斯州立大学   访问学者
2007-09--2012-07   北京师范大学   博士
2003-09--2007-07   大连理工大学   学士

   

2018-01~现在, 中国科学院国家天文台, 副研究员
2014-08~2017-12,中国科学院国家天文台, 博士后
2013-08~2014-07,台湾清华大学, 博士后研究员
2012-07~2013-07,中国科学院国家天文台, 助理研究员

数学物理方法（下）

本人的核心研究目标是桥接前沿观测数据与理论模型，旨在深化对暗能量本质和宇宙膨胀历史的理解，以及为解决当前宇宙学矛盾（如“哈勃常数危机”）提供关键线索；主要研究涉及强引力透镜宇宙学、暗能量宇宙学、宇宙学探针优化及应用。

近十余年来，宇宙加速膨胀的发现催生了两大研究热点：暗能量属性关乎宇宙演化与终极命运，哈勃常数测定则直接决定宇宙年龄与距离尺度。这两个关键问题已成为当代天文学的基础性课题。

本人针对“哈勃常数危机”，系统探索了三大方向：优化经典探针、开发新观测手段、评估暗能量模型影响。在暗能量属性的研究中，本人聚焦于具有明确物理起源、可缓解宇宙学常数巧合问题的经典标量场模型，并开展了多探针观测检验。同时，本人深入探索了星系强引力透镜的宇宙学应用潜力，针对其在物质密度参数Ω_m估计中的系统偏差，锁定了导致偏差的两大主因，并首次提出了有效的改进方案。

本人在国际一流期刊已发表SCI论文30多篇（附论文列表）。主要学术成果可概况如下：

（1）针对“哈勃常数危机”取得两项重要进展：

   ① 首次系统阐明Ia型超新星绝对星等先验值对哈勃常数测量的决定性影响 (Chen et al. 2024 ApJ Letters, 被美国天文学会Nova网站选为研究亮点，与诺奖得主Adam Riess的工作共同获得专题报道)；

   ② 创新性验证非经典宇宙学探针的可靠性，且阐明暗能量模型选择的重要作用（Chen et al. 2017 ApJ, 他引: 100多次，获美国天文学会和IOP出版社共同评选的2019年“中国高被引作者奖”)。

（2）在暗能量理论研究及观测检验领域取得系统性突破，聚焦于具有坚实物理基础的标量场暗能量模型研究。该模型由诺贝尔物理学奖得主James Peebles和美国Lilienfeld奖获得者Bharat Ratra于1988年开创性提出（Peebles & Ratra, 1988 ApJL），本人与合作导师Ratra教授协同攻关，系统性地推进了该理论体系的完善，并共同发表了系列研究成果（附链接）。

（3）在中微子质量宇宙学测量领域取得突破性进展，Chen & Xu (2016，PLB)和Chen et al. (2016, ApJ）两项研究工作通过创新性地整合Planck CMB、星系巡天等多源观测数据，首次系统量化了三大关键因素对中微子质量（Σm_ν）测量的差异化影响：
   ① 空间曲率（Ω_k）：主导性影响（80%-120%），其贡献远超粒子物理实验限制；
   ② 中微子质量顺序：显著影响（18%-20%），与振荡实验形成重要互补；
   ③ 暗能量模型：微弱影响（<3%）。该研究为下一代CMB-S4、DESI等大型巡天实验的中微子质量测量提供了关键的系统误差控制依据。

（4）首次成功找出了星系尺度强引力透镜宇宙学应用中导致宇宙学参数估计偏差的两个重要因素，进而得到无偏估计值（Chen et al. 2019, MNRAS， 附链接）。

（5）2019年起深度参与中国巡天空间望远镜（CSST）项目的科学研究工作，主要贡献包括：参与撰写CSST科学白皮书，作为骨干成员参与强引力透镜早期科学准备（附链接）。

已指导学生

许腾鹏  博士研究生  070401-天体物理  

丁恒凯  硕士研究生  070401-天体物理  

现指导学生

张倬铭  博士研究生  070401-天体物理