元素的宇宙丰度与起源

元素的宇宙丰度是指各种化学元素及其同位素(核素)在宇宙的相对含量。元素的起源则是指各种核素生成的条件、过程和场所。测定各类天体的元素丰度,研究元素的分布规律,是建立元素起源理论的依据,也是探讨天体演化的基础。     

宇宙如何起源?

热大爆炸宇宙学取得巨大的成功,它所预言的哈勃定律、宇宙微波背景辐射和轻元素丰度等都得到了观测的广泛证实.但是热大爆炸宇宙理论自身有着无法解释的疑难问题,比如宇宙空间平坦性问题、视界问题等.为了解决热大爆炸宇宙学的诸多疑难问题,一个最简单经济的方案是在宇宙热大爆炸前发生一段由真空能推动的宇宙近指数膨胀的宇宙演化过程,即宇宙暴胀.事实上,发生在宇宙极早期的暴胀过程不仅可以合理地解释所有这些热大爆炸宇宙学中的疑难问题,而且起源于暴胀期间的量子扰动自然地提供了宇宙晚期结构形成所需的原初密度涨落.反过来,探测宇宙微波背景辐射微小的各向异性和宇宙结构成了探索早期宇宙暴胀物理过程的关键手段.尽管现有的大量宇宙学观测强有力地支持暴胀宇宙学,然而当前在宇宙大尺度上似乎依然存在一些偏离标准暴胀宇宙学预言的迹象,这些迹象可能暗示宇宙在极早期暴胀前还经历了一段收缩过程.     

探索早期宇宙恒星形成方面获得重要进展

<正>探索早期宇宙中的恒星形成是当前天文学研究的热点领域.南京大学施勇研究团队通过研究2颗"化石"星系来探索贫金属条件下的恒星形成,研究成果表明宇宙原初气体可能无法有效地形成恒星.该研究工作于2014年10月16日在线发表在Nature杂志(http://www.nature.com/nature/journal/v514/n7522/full/nature13820.html).大约130亿年前,第一代恒星和星系开始形成.这些恒星和星系诞生于宇宙原初气体,由氢和氦两种元素组成,     

编后

在整个人类文明中,最令人着迷的问题大概要算宇宙的创生了.宇宙学很象考古学,考古学家根据大量化石和零星的“遗迹”复制出人类远古时代的模型,宇宙学家则致力于探寻宇宙早期自然过程所留下的“遗迹”,并以此推断出宇宙早期结构.那么宇宙创     

普朗克卫星绘制精确宇宙图像

正欧洲空间局的普朗克卫星在近期公布了最新的全天空宇宙微波背景辐射结果,绘制出目前最为精确的宇宙早期图像,可以让人们更好地研究宇宙的众多性质,了解宇宙的起源、形成和演化。     

宇宙的构成和哥白尼原理

构成宇宙的物质的绝大部分居然与人们所熟知的通常物质不同,仅仅只有大约4%是通常的原子物质.新近宇宙学观测认为,70%左右的宇宙能量是不结团并具有负压力的,这些占据统治地位的神秘的暗能量,使得宇宙在加速膨胀.暗物质大约占到了宇宙总能量的26%,它的本质并未了解清楚,人们猜测它们由在早期宇宙中形成的粒子所组成.宇宙微波背景辐射的贡献只占了0.01%,然而它能提供宇宙时空结构、宇宙早期历史甚至于最终命运的信息.我们宇宙的构成是哥白尼原理另一种形式的体现.     

宇宙中铁以上的重核是如何合成的?

针对21世纪尚未解决的11个重大物理问题之三,即"宇宙中从铁到铀的元素是如何产生的?"进行了系统的阐述,包括问题提出的背景和重要性、主要研究内容、国内外进展以及将来的发展趋势.介绍了产生宇宙中比铁重的元素(简称为超铁元素)的几个主要核合成过程,并总结了相关的研究目标.目前,尚需要精确测量天体核合成路径上关键核素的质量、寿命以及相关核反应的反应截面或者天体物理反应率等核物理输入量;开展天体元素或者同位素丰度的观测研究,以及星际X和γ射线等的卫星观测;发展天体物理模型以及核物理理论模型,最终将可靠的核物理输入量、核天体物理理论模型和天文观测数据相结合,以探索和解决宇宙中超铁元素的来源问题.     

Kaluza-Klein宇宙中熵的产生

近年来,Kaluza-Klein理论用于讨论早期宇宙问题已取得不少进展,产生了所谓K-K宇宙模型。1984年Sahdev和Abbott等对K-K宇宙的暴胀(Inflation)方案进行了讨论。暴胀方案为解决宇宙学疑难问题提供了有希望的途径。然而,K-K宇宙模型在解释宇宙     

元素起源与银河系年龄的测定

在化学元素周期表中有将近90种稳定元素和一些不稳定元素，各种稳定元素往往也有多种不稳定的同位素。人们把具有相同原子量的原子核称为核素。因此，元素就是具有相同质子数(即原子序数)的核素的总称。宇宙中某一元素(或者核素)按质量所占的比例称为这一元素(或者核素)的丰度。在宇宙元素的丰度分布中，氢和氦占了几乎全部，周期表中的其他元素加在一起也仅仅只占很小的比例。     

自然信息

深入探索早期宇宙中的黑暗时代　　天文学家们最终会见到宇宙发生大爆炸后形成的第一个原子的影像 .这一发现将使科学家们能够测定“宇宙黑暗时代”结束和第一批恒星 ,第一批星系开始照亮空间的时刻 .　　按照标准宇宙模型 ,宇宙黑暗时代大概从宇宙创生大爆炸后的 3 0万年开始     

神秘的宇宙灰尘结构

灰尘是宇宙中的基础物质,虽然它只占宇宙中正常物质总重量的1%,但它可帮助形成恒星和复杂分子,并且是构成行星成分的主要元素.在地球上,人们随时可以看到灰尘,但在宇宙中,它们是如何分布的呢?     

距地球128亿光年星系中发现水

根据位于智利沙漠的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)的最新观测结果,美国天文学家在距离地球近128.8亿光年、早期宇宙中质量最大的星系SPT0311-58中发现了水和一氧化碳.这是迄今对早期宇宙中一个星系的分子气体含量的最详细研究,也是在常规恒星形成星系中对水分子的最远探测.这项研究将有助于天文学家研究宇宙中...     

宇宙天体演变探讨

人们有限的认识较之于无限的宇宙,不断演义着假说,但那些绚丽多彩云雾状的"星云"、拖着长尾的"彗星"、藏着神奇光环的"土星",以及和我们夕夕相关的太阳、月亮,虽然形态各异,却都是由相同的物质(元素周期表中110种元素)构成的。宇宙天体所以有不同的形态是由于各天体正处在演变过程中不同的阶段,而且其元素的组成比     

已知最古老的隐身黑洞

<正>一个国际天文学家团队通过钱德拉X射线天文台(CXO)在早期宇宙中发现了一个黑洞,它被气体所覆盖,是迄今发现的距离最远的黑洞,诞生于大爆炸后8亿年,距今约130亿年。这是人们在早期宇宙中发现的首个被气体隐藏的黑洞。研究人员认为,诞生于宇宙早期的黑洞可能很多都很隐蔽,未被发现,对其进行深入研究有助于揭示黑洞的生长历程。     

早期宇宙

《早期宇宙》一文综述了理论物理学和高能粒子物理学两者在宇宙学研究上的最新进展,由作者在一次有国际上的宇宙学家和高能粒子物理学家共同参加的探讨“早期宇宙问题”会议的基础上撰写而成。     

地球金子哪里来

科学家认为，宇宙中所有的金子可能都源自于宇宙中的伽马射线暴。 金子不仅在地球上很珍稀，在宇宙中也很罕有。与碳和铁等其他元素不同，金不能形成于恒星或行星内部，而必定诞生于更加暴烈的事件。     

一个避免奇点的振荡式反弹宇宙模型

按照奇异性的边界理论,奇异性是一切非类空测地线不可扩展的边界。因此,宇宙奇点应表示宇宙演化在时间上有一个开始或终结,一切事物的因果序列在这里被剖断了。宇宙的奇点是否可以避免呢?本文计算指出:若考虑到早期宇宙物质真空的     

闹腾的宇宙弦研究

一年多来,探讨宇宙弦的文章不断涌现,成为宇宙学研究中的热门话题之一。诸如有关星系的诞生和宇宙大尺度结构的形成,类星体的能源以及关于银河系附近许多高速星系相对于宇宙背景辐射的运动等似乎都可用宇宙弦这一物理概念来说明。现简介于下: 1.文献中提到的宇宙弦圈“播种”星系的问题在韦顿(E.Witten)提出超导宇宙弦的概念后有了新的发展。如果在早期宇宙     

早期宇宙之谜

使用X射线探测卫星ROSAT观察宇宙的科学家们认为,早期宇宙中的类星体产生于星系中心。而天体物理学家将发现很难解释它们怎么会在大爆炸发生后那么短的时间内形成的,而其他的证据却偏偏显示出那个时候的宇宙物质分布是如此的均勻,甚或毫无“结块”的迹象。普朗克学院的天体物理学家格仑瑟·海辛格在0.4弧度范围上探测到40个类星体。ROSAT在该区域的背景上,观察到了一束束的X光辐射。海辛格认为,这些X光束是由处于红移状态下的类星体发射出来的。如果他是正确的,那就说明早期宇宙中的物质分布是极不均勻的。这与最近从对宇宙背景辐射的观察所获得的结论有矛盾,这种辐射,据认为是由大爆炸产生出来的。观察表明,按宇宙背景辐射的分布状况来看,宇宙早期物质分布应当是极为均勻的。     

‘宇素——结构＇系统宇宙模型：新元素周期表的推导与说明之二

‘宇素——结构’系统宇宙模型，是笔者首次提出的。这里所说的宇素，包括基本粒子(如各种夸克、轻子、重子)和由基本粒子组成的基础粒子(不同元素等)。它们是组成宇宙物质(包括各类天体)的基本成分。