遥远气云中氘的高丰度挑起了对暗物质的疑问

以夏威夷大学桑盖拉(A.Songaila)女士为首的四人小组,用位于夏威夷岛莫纳克亚山顶的10米口径的Keck望远镜,对红移值为3.3的一块原始气云观测时发现,其中氘的含量比预计的要高得多.这一发现既支持了宇宙创生热大爆炸学说,但同时也排除了星系中的暗物质主要由重子(质子和中子)物质组成的说法. 氘是氢的同位素,按照标准大爆炸模     

类星体给封闭宇宙提供了更多的证据

中国天文学家的工作进一步证明,类星体能提供有关宇宙本质的知识。他们的工作补充了最近戴维森(Davidson)等人对类星体3C273紫外谱的观测(Na-ture,269,1977,203;News and Views,269,1977,195)。中国天文学家们已经对多种射电类星体的子集建立了哈勃图,他们所用的光度指标不同于戴维森等人所用,但却得到了本质上相同的结论。早就知道,为了判定宇宙是开放的(减速因子q_0小于1/2,宇宙一直膨胀下去)还是封闭的q_0大于1/2,宇宙最后要往回收缩),最好的方法是利用哈勃图,即红移z与视星等m的关系(所谓红移就是由于恒星及星系的退行所引起的光的红向变化)。然而,仅在红移值超过目前星系红移极限值(～0.5)的范围时,不同的宇宙学所预言的z-m关系才有可能加以区分。具有较太红移值的类星体的发现之所以引起很大希望,原     

高红移类星体的观测

在宇宙大爆炸后10亿年以内的高红移(红移大于6)类星体为我们研究早期宇宙提供了重要的探针,这也使得对高红移类星体的观测研究成为星系宇宙学前沿研究领域的一大热点.本文对高红移类星体观测研究的重要性及其宇宙学意义,利用光学和近红外波段的观测发现早期宇宙中光度最高和中心黑洞质量最大的高红移类星体,以及利用亚毫米、毫米和射电波段观测对高红移类星体寄主星系所开展的研究等进行了较全面地总结,并对这一领域未来的研究前景与挑战进行了展望.     

自然信息

创记录的红移震惊天文界至今年年初,天文学家还未发现红移值超过4.0的天体,但如今已冲破了宇宙的“距离阻栏网”,他们出乎意料地发现了较大红移值的类星体。剑桥天文学院和亚利桑那基特峰天文台的研究小组报导说他们已测出红移值为4.07和4.43的两个类星体(《自然》)Vol 330,P 453),其中后一个类星体是已知宇宙中最远的天体。红移用来衡量宇宙的距离,由于光的速度是个定值,因此它也可表示光离开类星体的时间。如今我们能想象得出当宇宙仅为它目前年龄的10％到20％时这些天体是怎样     

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     

宇宙的起源—大爆炸宇宙学介绍

关于宇宙起源,历史上曾经出现过各种各样的想象和神话传说。但宇宙的起源本身却是一个科学问题。20世纪以来,人们在宇宙观测中取得了越来越多的重大发现,从而逐渐建立起大爆炸宇宙学模型。大爆炸宇宙学模型的背景20世纪20年代,美国天文学家斯莱弗在研究远处的旋涡星云发出的光谱时,首先发现了光谱的红移,认识到了旋涡星云正快速远离人们而去。1929年哈勃把这种退行红移的测量与星系的距离的测量结合起来,得出了     

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。     

发现红移大于5的遥远星系

本刊1997年第2期曾报道过一美国天文小组发现红移4.38的遥远星系.后来,哈勃空间望远镜通过一中介星系的引力透镜效应又发现了红移为4.92的一个遥远星系.现在,两个美国天文小组用10m口径的KeckⅡ反射望远镜又各发现了一个红移大于5的更远星系.第一个是由约翰·霍普金斯大学Arjan Dey领导的小组在研究三角星座     

科学之窗

最远的星系一个国际性的天文学家小组发现了他们认为迄今已见到的最远的星系。它位于宇宙可见范围距离的90％以上。从这个目标放射出的光线表明距离为4C41.17,传播到地球上的光比以前研究的任何星系都更远。他们认为,它起源于百亿年前的宇宙大爆炸后最初的十亿年左右。     

穿过时间：宇宙的起源

这不是科学幻想小说.它是我们关于宇宙如何始于"热大爆炸"的最佳理论,而且有可靠的证据支持它.天文学家能够测量到随宇宙不断膨胀而迅速后退的遥远星系.他们能够探测余辉,而在这次膨胀前它     

你想了解现代宇宙论吗？

处身于20世纪后期的人们,生活在人类最伟大、最冒险的时代,他们开始试着飞离自己的诞生地——地球,前往浩渺无涯的宇宙。他们不满足了解地球、太阳系,而要认识宇宙。他们要掌握自己的前途,控制自己的命运。他们还想主宰宇宙…… 宇宙模型 宇宙究竟是开放的还是闭合的?空间有无边界?时间有无始终?人们想知道。 1912年,美国的V·M·斯莱弗在亚利桑那州的洛厄尔天文台发现,许多星系发射的光已变红,有多普勒位移,好像它们必定是在离开地球。1925年,哈勃在和他的得力助手米尔顿·赫马森观测宇宙时,很快就发现“红移”不仅是某些星系,而且是本星系以外的一切     

暗能量和加速膨胀的宇宙

1998年发现的宇宙加速膨胀是当代科学中最重大的课题之一.理论上,宇宙的加速膨胀可能意味着当前宇宙中约三分之二的能量密度是由一种新的能量组分,即暗能量所提供的也可能意味着爱因斯坦提出的广义相对论在宇宙学尺度上需要修正.暗能量和修正引力这两种完全不同的物理机制可以给出完全相同的宇宙背景膨胀历史,但却预言不同的结构形成过程.因此,我们可以通过观测宇宙的大尺度结构形成和演化来区分这两种不同的物理机制,揭示宇宙加速膨胀背后的物理规律.宇宙大尺度星系巡天是研究宇宙加速膨胀机制的重要探针之一.基于星系巡天,我们可以通过测量重子声波振荡(baryonic acoustic oscillations,BAO)和红移空间畸变(redshift space distortions,RSD)两种特殊的星系成团属性,同时测量宇宙的背景膨胀和结构形成历史,进而分别开展暗能量性质以及引力研究.SDSS(Sloan Digital Sky Survey)三期的BOSS(Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)巡天是近期完成的世界最大规模的星系巡天.通过对10000平方度左右天区的观测,BOSS获取了近一百万条星系光谱.基于BOSS的观测,我们对暗能量和引力性质开展了深入研究,并发现了暗能量的动力学迹象.目前正在巡天的e BOSS(extended Baryonic Oscillation Spectroscopic Survey)项目以及后续的DESI(Dark Energy Spectroscopic Instrument)和PFS(Prime Focus Spectrograph)等大型巡天将在更高的红移、以更高的精度测量BAO和RSD,这将为宇宙加速膨胀机制的研究提供关键的观测支持.     

星系红移巡天宇宙学——探索暗能量

宇宙时空的加速膨胀是20世纪自然科学最伟大的发现之一,探索其背后的物理机制是当前物理学和天文学的关键科学任务.在此研究领域,亟待解决的问题包括:(1)如何从海量观测数据中提取暗能量相关的核心信息?(2)暗能量是否具有动力学性质?(3)暗能量的本质是什么?暗能量研究的主要方法是联合多种探测手段,通过精准测量宇宙的膨胀率和结构形成来获取暗能量性质.大型星系红移巡天为暗能量研究提供了关键的数据支持.我们从巡天样本中提取重子声波振荡(baryon acoustic oscillations, BAO)和红移空间畸变(redshift space distortions, RSD)等重要的宇宙学探针,分别用于测量宇宙的膨胀率和结构增长率,开展暗能量研究.大型巡天项目斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey, SDSS)已成功获取了百万量级的高质量星系光谱,测绘了迄今为止最大的宇宙三维图像,并将宇宙距离测量精度提高到1%,在高精度暗能量检验中发挥至关重要的作用.本文主要介绍过去10年内国际上最大的星系红移巡天项目——SDSS三期的重子振荡光谱巡天(Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, BOSS,2009～2014年)和四期的拓展重子振荡光谱巡天(extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, eBOSS,2014～2019年),以及我们依托BOSS和e BOSS巡天开展暗能量研究方面的最新进展.     

一个疯狂的宇宙

几个世纪以来 ,天文学家一直在研究宇宙中的星系和大尺度结构是如何形成的。在 2 0世纪后半叶 ,宇宙学家发现这些过程有一个见证者 ,它就是温度仅为几K的宇宙微波背景辐射 (cosmicmicrowaveback ground,CMB)———大爆炸的余辉。恰恰在物质形成结构之前 ,CMB遍布了整个宇宙。大约 1 0年前 ,科学家发现了CMB的有效温度存在着微小的变化 ,这为研究星系的早期形成以及之后的演化提供了重要的线索。现在 ,另一个观测证据显示 ,这些温度上的差异始于大爆炸之后大约 40万年。通过位于南极的射电望远镜———度角干涉仪 (DegreeAngularScaleI…     

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     

获取宇宙最初一刻的吉光片羽

<正>宇宙学是一门奇特的学问:课题是独特的,对象是独特的,方法是独特的,甚至它的研究者也是独特的。美国BICEP2研究团队就是这样一批独特的宇宙学家。他们发现了宇宙诞生之后一亿亿亿亿分之一秒遗留下来的"吉光片羽"。他们探测到了大爆炸之后穿过宇宙的引力波。这是一个石破天惊的发现,对了解宇宙如何诞生具有里程碑式的意义,如果得到确认,他们将有望获得下一个诺贝尔物理学奖——解构大爆炸在137亿年前大爆炸发生的那个时刻,我们所居住的宇宙被压缩到一个难以想象的小尺度上,相伴随的是极高的温度和极大的密度。当宇宙年龄在38万年时,宇宙膨胀得足以让辐射冷却下来,不再     

星系团的发现和星系团及成员星系的物理性质

星系团是宇宙中质量最大的引力束缚天体,是宇宙大尺度结构中密度相对比较高的节点.因此星系团是研究宇宙学的重要示踪天体之一,也提供了星系多样的寄居环境.基于公开的巡天数据,我们证认出了数目最多的星系团,显著扩展了星系团发现的红移范围.根据星系团在宇宙空间中的成团性,探测到了显著的宇宙重子声波振荡信号.通过查看星系团图像,发现许多星系团作为强引力透镜使背景星系呈现巨大的光弧.根据星系团中成员星系的分布,我们计算了最多星系团的动力学状态参数,并发现只有约1/3的星系团处于弛豫状态.我们还发现,在越弛豫的星系团中,最亮团星系的光学光度越大,其他亮成员星系越少.随着国际上在多个波段更深巡天数据的发布,星系团的研究将会有多方面的突破.     

科学家观测到110亿光年外最遥远的超新星爆发

据国外媒体报道，天文学家通过一项新技术观测到已知宇宙中最遥远的超新星爆发，距地球大约有110亿光年。这一发现将为揭开大爆炸后宇宙初期星系形成之谜提供线索。     

COBE卫星探索化石星光

在当前能够观察到的星系之中,甚至在最为古老的星系之前,可能有发光的或衰落的星快速运行,留下的辐射即化石星光。美国国家宇航局1989年11月发射并进入轨道的C0BE卫星(宇宙木底辐射探索卫星)将寻找这种化石。还没有人报道这种化石星光清晰的迹象。然而,伯克莱的西北大学和加州大学的戴维·迈耶及其同事已经发现了有力的线索,表明这种古老的辐射可能确实     

用宇宙背景探测卫星观察大爆炸辐射

美国国家航空航天局(NASA)正着手一项价值2亿3千万美元的航天任务,目的是研究150亿年前这个宇宙是如何由一次物质的大爆炸演化而来的.一般认为,宇宙中所有的星系,它的恒星、行星均由大爆炸所形成.按计划,1989年11月底将把一个宇宙背景探测卫星(COBE)发射上天.这个卫星重2.5吨,是专门设计来研究有关大爆炸理论的大多数基本科学问题的.这些问题包括: