【摘 要】
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本文针对当前宇宙学数值模拟中，在研究暗物质晕密度轮廓等已经进入非线性演化阶段的小尺度结构时，由于质量分辨率所带来的一个物理偏差进行分析。这里我们参照星系动力学中对球状星团的讨论，分析它对数值模拟中可能受到的此偏差带来的影响。 第一章首先介绍了宇宙学中暗物质被观测到存在的证据，及粒子物理中的暗物质粒子候选者。然后介绍了随着计算机技术的发展，数值模拟方法被日益广泛地在许多天体研究中得到的应用：大
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本文针对当前宇宙学数值模拟中，在研究暗物质晕密度轮廓等已经进入非线性演化阶段的小尺度结构时，由于质量分辨率所带来的一个物理偏差进行分析。这里我们参照星系动力学中对球状星团的讨论，分析它对数值模拟中可能受到的此偏差带来的影响。 第一章首先介绍了宇宙学中暗物质被观测到存在的证据，及粒子物理中的暗物质粒子候选者。然后介绍了随着计算机技术的发展，数值模拟方法被日益广泛地在许多天体研究中得到的应用：大尺度宇宙学数值模拟中取得了很好的成果，而在小尺度方面则结果显示跟观测有一些不符（the“cusp problem”&“substructure problem”）并引起人们的许多争论。这里我们简单介绍了当代数值模拟中所用的粒子数，软化因子以及有限时间步长等计算方法等等，并在最后提出了我们关心的问题：the AE bias的定义与及其是否会对宇宙学模拟带来影响。 第二章主要讨论在微尺度上AE bias给系统带来的影响。首先介绍了宇宙中可观测的另一类纯引力相互作用多粒子系统：维理化的恒星系统，如球状星团，椭圆星系与漩涡星系的核心区。然后介绍了直接讨论它们的宏观统计特性的现有理论模型。然后我们对比关于球状星团的动力学分析理论，从微尺度分析讨论了这类模拟系统与暗物质晕的一种重要区别：它们所受的two-body relaxation的影响： ·估算单粒子在系统中的平均自由程Ls与驰豫时标trelax，发现AEbias能使两者都大为缩短，并且使trelax小于宇宙学时标，从而使得two-body relaxation效应影响不可忽略。 ·估算了对单粒子的等效散射截面，发现这个AE bias引入的σAE已经稍小于SIDM模型所需并已不可忽略。 ·利用静态势场下Ei应为运动积分以及球对称势场下Li应为运动积分，设计数值实验检验数值模拟中系统所受two-body relaxation效应的影响。结果显示，粒子的这两个参量都不再是运动积分，单粒子的轨道会很快对初始条件失去记忆。系统的这一点微尺度特性更象球状星团。 ·我们通过一个toy model的模拟结果，直接显示了这里的two-body
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