宇宙學研究與數值模擬
師大物理碩士論文「基於 Planck 與 DESI 數據對動態暗能量模型的觀測約束」(Observational Constraints on Dynamical Dark Energy Models Based on Planck and DESI Data);2026 年 6 月起於中研院物理所(ASIOP)王子敬老師實驗室擔任研究助理,持續進行動態暗能量模型與 Planck 2018 / DESI 天文觀測數據擬合研究。
動態暗能量狀態方程式 (Dynamical Dark Energy)
傳統 Lambda-CDM (ΛCDM) 宇宙學模型假設暗能量為宇宙學常數(w = -1)。本研究基於 Chevallier-Polarski-Linder (CPL) 參數化模型,探討狀態方程式隨紅移 z 的動態演化:
進而推導出暗能量能量密度隨宇宙演化之閉合解析解:
碩士論文進一步開發基於 Flat w(a)-CDM 的動態暗能量模型:捨棄傳統高階函數形式,改採分段三次函數進行曲線擬合,在接點處維持一階微分連續性(C¹ continuity)——降低調參難度並保留模型自由度。
雙向數值積分與巡天觀測擬合
建立結合向後積分(Backward Integration,t=0 → z → ∞) 與向前演化(Forward Evolution,z=1060 → z=0) 的數值求解框架。
使用 SymPy 進行符號微分與解析求解,以 SciPy optimize 非線性最小化結合 Planck 2018 CMB 與 DESI 2024 BAO(重子聲學震盪) 觀測數據,整合 DM/rd、DH/rd、DV/rd 等距離量,透過加權 χ² 指標搜尋最佳參數組合。另操作過 CAMB、MadGraph 等科學開源工具。
在本研究設定的綜合 χ² 評估下,自研 V4 模型相較 DESI 官方多項標準模型呈現更佳資料匹配結果。