观测宇宙学在近十几年内发展迅速。很多新鲜的观测方法技术和探针被不断地开发，很多重要的科学发现也因此给我们对宇宙的认识带来了革命性的影响。本文的工作主要基于对宇宙学探针数据的利用，从而进行连结理论与观测的现象学研究。　　第一章简单介绍了两方面工作的背景和研究动机。其一是关于使用宇宙距离二重性关系来检验星系团气体质量分数的测量，另一是使用宇宙学观测数据对中微子性质和暗能量状态方程的联合限制。　　在第二章中，提出了针对一些目前在星系团中测量得到的X射线气体质量分数（fgas）数据所进行的一致性检验。这种方法借助于Union2超新星的光度距离(DL)数据，并使用宇宙距离二重性关系，ηtheory=DL(1+z)-2/DA。并不像之前的一些分析一样给ηtheory设置一些红移参数化形式，而是固定ηtheory=1，进而提取fgas数据与超新星观测同时偏好的宇宙学信息。在处理Union2超新星数据时，我们采用了取bin的方法，从而达到减小统计误差的目的。四个X射线气体质量分数样本，即Allen等（两个样本）、LaRoque等和Ettori等，经由两种对fgas的理论模拟，在我们的工作中被细致地分析。对Allen等样本的分析结果证实了我们这种方法的可行性。分析给出LaRoque等的样本所倾向的宇宙学与其参考宇宙学在1-σ-置信度水平内吻合。但是对于Ettori等的fgas数据集，不自洽性可达高于3-σ置信度水平。此数据集展现出对ΩΛ=0宇宙学的特殊偏好。　　第三章主要围绕对中微子性质的宇宙学限制展开。使用很多宇宙学观测数据，包括宇宙微波背景辐射各向异性观测（WMAP卫星第7年数据）、弱引力透镜观测（CFHTLS项目第3年数据）、重子声波震荡观测（SDSS和WiggleZ项目数据）、最新的Hubble膨胀率的观测、Union2.1 Ia型超新星的观测数据以及HST卫星对Hubble常数的测量结果，对中微子的总质量参数(∑mv)、中微子的有效代数参数（Neff）和暗能量的状态方程参数(w)进行分别的以及联合的限制。发现如果Neff和w被固定不动，所有数据的确可以联合给出一个∑mv的很低的上限。但是，一旦Neff和w可以自由变化，原先紧致的上限会遭到严重的削弱。这一发现，对之前所有文献里所谓的“精确的中微子质量总和的上限”的严谨性提出了重大疑问。在我们的研究中，针对最一般性的情况（即使用所有的数据，放开所有的参数），那三个关键参数的限制结果是∑mv=0.5560.231 eV、Nff=3.839±0.452和w=-1.058±0.088，在68％置信度区间。结果给出了中微子总质量的1-σ下限、支持最近发现的偏离标准大爆炸核合成所预期的三味中微子的额外自由度、并且支持宇宙学常数暗能量模型。另外我们还发现如果暗能量状态方程参数固定，目前的弱引力透镜数据在限制其他宇宙学参数时体现出了一定的能力。同样，在w=-1的前提下，Hubble膨胀率的观测数据体现出了很多超越超新星数据的地方，尤其是其对Neff的精确限制。不过，只要w作为一个自由参数变化，始终是超新星这一标准烛光数据在参数限制中起主导作用。　　最后对本文所介绍的工作加以总结，并提出研究展望。