宇宙膨胀的减速

在现代标准宇宙学模型中,有两个重要的参量;哈勃常数H_0及减速因子q_0。哈勃常数标志着现今宇宙的膨胀速率,它和目前宇宙的年龄t_0有直接的关系.宇宙年龄大体上就等于哈勃常数的倒数,即t_0≈H_0~(-1)。自从1929年啥勃首次确定H_0值以来,测量方法     

向传统的宇宙学理论挑战

1994年，由华盛顿特区卡内基学院温迪·弗里特曼（WendyFreedmann）领导的天文学家研究小组，利用哈勃太空望远镜估算出了能反映宇宙膨胀速度有多大的哈勃常数值。这件事令全世界为之震惊，该小组所获得的数值大约是每吉秒差距85km／s（秒差距是天体距离单位，相当于3．26光年），这个结果似乎表明宇宙从大爆炸时期的高压态膨胀成目前样子所花的时间远远小于100亿年。由于我们所处的银河系存在年龄比宇宙本身还大得多的星体，这些星体存在的时间已达120～140亿年了，因而所有这些情况都今天文学家感到极为棘手。数十年来，对哈勃常数值的估…     

宇宙学平坦问题的非暴胀解

按照标准宇宙学,宇宙空间曲率有正、负和零三种。如果宇宙物质的平均密度大于临界密度3H_0~2/8πG(H_0为描述现在宇宙膨胀率的哈勃常数,G为引力常数),则曲率为正;小于时,曲率为负;两者相等时曲率为零。天文学家认为宇宙空间曲率接近于零,即宇宙是平坦的。美国宇航局1989年11月发射上天的“宇宙背景探测器”卫星搜集的数据进一步肯定了这一平坦     

宇宙加速膨胀的射电直接测量研究获得重要进展

<正>最近,北京师范大学天文系张同杰宇宙学团队基于宇宙学中Sandage-Loeb效应也称Redshift Drift原理,提出了第一个宇宙加速膨胀的射电直接测量方法.传统方法是通过距离观测并且基于宇宙学哥白尼原理和爱因斯坦方程来测量宇宙加速膨胀,这是一种间接方法.新提出的方法是一种与宇宙学模型无关的直接测量方法.该研究工作于2014年7月25日在Physical Review Letters杂志上发表.20世纪20年代美国天文学家Hubble发现宇宙在膨胀,并根据当时少量的观测数据总结得出著名的Hubble定律,因此爱因斯坦也为自己构造了一个静止的宇宙而后悔不已.根据Hubble定律,通过观测河外星系的红移可以测量星系的退行速度,基本相当于宇宙整体膨胀的速度.既然宇宙在膨胀,那么宇宙膨胀是加速的还是减速的,如何测量宇     

“哈勃”25年的辉煌之路

<正>今年4月24日,是"哈勃"空间望远镜进入低地球轨道的第25个年头。在四分之一世纪的在轨运行中,它为天文学家提供了前所未有的观测宇宙的视角。比如,揭示了宇宙最远处充满星系,暗能量正在以更快的速度使宇宙分开等,其捕捉到的令人惊叹的图像改变了人们对于宇宙的理解。在迎来"哈勃"25岁生日之际,本刊特选取了部分由其拍摄的图像,以飨读者。     

宇宙在膨胀吗?

哈勃发现宇宙不是静态的,而是发展着的东西。这个发现肯定是本世纪河外天文学中最重要的发现。能与宇宙普遍稳步膨胀的观点抗衡的天文学家不多。但是,最近J.F.Nicoll,D.Johnson,I.E.Segal与W.Segal关于中度靠近的星系之红移及其表观亮度之间关系的挑战性统计研究,威胁到这个简单而又意味深长的图景。在普遍膨胀中,星系的后退速度(在经验上就是它的多普勒红移)应该与这个星系的距离成正比。     

逃不出的宇宙

<正>《文子·自然》:"往古来今谓之宙,四方上下谓之宇。""宇"代表上下与四方,即所有的空间或无限的空间;"宙"代表古往今来,即所有的时间或无限的时间。现代宇宙学始于20世纪初,此前人们一直坚信:宇宙的疆域是无限的,时间是无休无止的,空间是无穷无尽的。1929年,美国著名天文学家埃德温·哈勃对"旋涡星云"进行观测后发现,所有星系都在离我们而去,而且"逃离"的速度越来越快。至此,结合科学的研究手段和充分的证据,不少科学家开始相信宇宙正在不断膨胀。     

宇宙的命运

正宇宙注定走向灭亡还是保持永恒?取决于哈勃常数的数值。是什么决定了我们的命运?对于希腊斯多葛学派哲学家来说,人的命天注定。对于像亨利·梭罗(Henry David Thoreau)这样的先验论者来说,我命由我不由天。对现代宇宙学家来说,命运完全是另外一回事:一个攸关万物、与人无关的物理过程,可以归结为一个重要数字——"哈勃常数"。     

动态点击

<正>哈勃公布迄今最详细宇宙图谱近日,科学家公布了最新的宇宙照片"哈勃遗产场",这是迄今最完整、最全面的宇宙图谱。它由哈勃太空望远镜在16年间拍摄的7500张星空照片拼接而成,包含约26.5万个星系。其中有些已至少133亿岁"高龄",即宇宙大爆炸后5亿年诞生的星系。创建这一图谱的项目始于1995年,当时,天文学家决定让哈勃望远镜连续10天聚焦天空中一个看似漆黑的空间。在此过程中,各种天体从黑暗中浮现     

关于宇宙命运的“末日猜想”

1998年以前,人们认识的宇宙是一个单纯的膨胀着的宇宙,来自大爆炸的能量使宇宙中的所有星系渐渐地远离我们。然而,科学家们在后来的研究中修改了人们对宇宙的这种看法,他们在观测遥远的超新星时发现,宇宙膨胀的方式很复杂,速度在逐渐地加快,星系似乎受到一股神秘力量的牵引而狂奔不止,那种力量延伸了时空,拉开了星系间的距离,人们称它为暗能量。它似乎就是爱因斯坦的宇宙常数。科学家认为,暗能量是使宇宙充满更多空间的力     

减速因子的进一步确定

减速因子q_0在宇宙学中的地位,如同哈勃常数H_0一样,是一个特征宇宙性质的重要参量,当q_0>1/2时,宇宙是封闭的,当q_0<1/2时,宇宙是开放的。利用类星体来确定减速因子q_0是目前宇宙学中最活跃的课题之一.对于     

宇宙死刑缓期执行

根据对暗能量的最新计算,宇宙还有240亿年可活。在很长一段时间里,暗能量将使宇宙继续膨胀。这对你来说也许没什么差别,不过总归不是坏事——美国科学家说,宇宙至少还能活240亿年,比他们原先预计的要长。他们根据哈勃望远镜的观察,计算宇宙中的暗能量,得出了这个新结论。斯坦福     

开辟宇宙

一般相对论导出的宇宙方程式是一个不可思议的存在。因为明天的天气如何,用方程式都无法解明,更何况整个宇宙的发展趋势要在一个方程式中表达清楚。而且,解完这个方程式后得到的结论是“宇宙正在膨胀”,实际上这个结论早在20年代就被哈勃通过观测而确立。“宇宙背景放射”的学说有着宏伟而深远的影响。     

测量角度下的平行宇宙

从测量的宏观、微观两个角度分别引出平行宇宙的概念。从宏观的角度,回顾了古代由于恒星视差的消失引起的恒星测距的难题。介绍了近代的标准烛光测量法、哈勃的宇宙尺度红移测量法,以及大爆炸宇宙假说战胜稳恒态宇宙假说。最终,由宇宙暴胀理论引出第一层平行宇宙和第二层平行宇宙。从微观的角度,由牛顿炼金术的失败引出4种基本力和量子力学。介绍基本粒子的测量不确定性以及薛定谔提出的波函数。对波函数诠释的主流思想是标准的哥本哈根解释,而埃弗雷特特的平行宇宙解释引导出的第三种平行宇宙,即量子力学的平行宇宙,目前逐渐被广泛地接受     

宇宙如何终结?

正"有人说世界终于火,有人说它将毁于冰。"宇宙会如何终结?这不只是个哲学问题。宇宙学家们提出了种种猜测。宇宙学中的一些大问题,往往也是引发哲学家深思的问题。宇宙是什么时候开始的?怎样开始的?宇宙一直在膨胀吗?(这三个问题的答案是:大约138亿年前;一个致密炽热的点在高密度状态下迅速膨胀,即所谓的大爆炸;是的,但膨胀速度不总是相同。)但是还有一个问题我们目前还没弄明白:宇宙将如何终结?     

3种超光速可能性

<正>我们从小接受的观点一直是:宇宙中没有什么东西的速度会比光速更快。但物理学暗示,光子有可能输在终点线。1宇宙膨胀这是宇宙突然变大的假想时刻。为了这件事的发生,时空的膨胀速度必须是光速的许多倍。这并不违反物理学法则,因为宇宙速度这个限制只适用于在时空中运动的物体,而不适用于时空自身的运动。宇宙膨胀是否真的发生过,迄今并不清楚。然而,空间膨胀正在让遥远的星系看上去不断远离我们,而且离开的速度是光速的好几倍。     

暗能量可能一直都存在

科学家最近通过哈勃太空望远镜发现．暗能量很可能在宇宙有史以来的2／3时间里都存在。暗能量是一种与重力相反的神秘斥力．正是它导致宇宙膨胀。尽管爱因斯坦早在许多年前就推测到了暗能量的存在，但是直到1998年它才被发现确实存在。     

功不可没的哈勃太空望远镜

1990年4月24日,哈勃太空望远镜由发现号航天飞机发射升空,进入地球轨道。哈勃太空望远镜是目前最大、最精巧的太空望远镜,是为了纪念美国天文学家哈勃(Edwin Hubble)而命名的。天文学家哈勃最重要的成就是l929年发现哈勃定律,该定律证明整个宇宙正在膨胀中,被誉为20世纪最重大的天文成就。哈勃太空望远镜口径2.4米,是有史以来制作最精良的望远镜。其镜面十分平滑,即使把镜面放大到3000公里宽,起伏的程度还不到5厘米。但不幸的是,发射升空两个月后传回来的第一张影像不如预期,这才发现镜面还不够凹,精度差了2微米(是一根头发的五千分之一),…     

7800光年

正天文学家使用哈勃太空望远镜,首次精确测量了地球与宇宙中古老天体系统之一——球状星团NGC 6397的距离。新研究有助于对宇宙年龄进行独立估算,使用的测量方法也将帮助天文学家改进恒星演化模型。NGC 6397是距离地球最近的球状星团之一,是宇宙大爆炸发生后不久即诞生的恒星群。最新测量表明,该星团距离地球7800光年,误差率仅为3%。在恒星模型中,地球到球状星团的准确距离可被用作参考值,用于     

前沿

正哈勃公布迄今最详细宇宙图谱哈勃太空望远镜科学家公布了最新的宇宙照片——"哈勃遗产场"(HLF),这是迄今最完整、最全面的宇宙图谱。图谱由哈勃在16年间拍摄的7 500张星空照片拼接而成,包含约265000个星系,其中有些已至少133亿岁"高龄",对其进行研究有助于科学家深入了解更早的宇宙历史。银河系"吞并"矮星系发现新证据银河系的形成与演化是个令人着迷的科学问题。天文学界此前认为,银河系是通过不断"吞并"附近的矮