宇宙学常数Λ≠0时复合时期的电离率和最后散射面

非零宇宙学常数在Ｈｕｂｂｌｅ常数取值较大时对大爆炸宇宙学模型具有现实意义,计算了宇宙学常数不为零时复合时期电离率的演化和最后散射面的位置,所得结果可应用于计算宇宙微波背景辐射的涨落。     

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。     

碰撞电离诱导AuL_l特征辐射的极化

当一束准直的电子束或带电离子束轰击靶原子时,被碰撞电离的靶原子将发射其特征辐射或俄歇电子.一般来说,被电离的靶原子的空穴态满足一定条件(n,1>0,j>1/2),其伴随空穴衰变发射的特征辐射或俄歇电子相对于入射束方向具有非各向同性的角分布,对特征辐射来说还应是极化的.     

宇宙暴胀的根源

标准宇宙学模型认为宇宙起源于大爆炸,并且经历了暴胀阶段。然而,为什么早期宇宙会暴胀,存在不同的理论假设。一个理想的模型是宇宙起源于真空,并演化为今天的宇宙。通过求解量子宇宙学方程,并使用德布罗意-玻姆量子轨道理论,可以获得真空暴胀解。随着微波背景辐射观测精度的提高,这一模型的正确性有望获得实验检验。     

Lyman系限吸收系统是否存在强烈演化?

Lyman系限吸收系统(Lyman limit system,LLS)是类星体光谱中对Lyman连续区为光学厚的吸收系统,它们通常具有对应的窄金属吸收线.如果在一减速因子为q_0的Fried-mann宇宙中LLS的共动数密度为常数,则单位红移间隔中的LLS数目N(z)随红移的演化为:     

科学之窗

称量宇宙##D天文学家告诉我们今天的宇宙仍在不断地膨胀。但人们不仅要问：它会永远膨胀下去吗？宇宙究竟有多大的质量，这些质量所产生的引力能否使膨胀减慢．甚至宇宙会塌陷成一个密度惊人的人球吗7由于宇宙的质亟不能被直接测量．所以许多的宇宙模型还只是一种假想。也许到了2001年天文学家们可能会找到问题的答案。因为1996年4月美国宇航局批准了一项耗资7000万美元的太空探测计划，这项计划是拍摄宇宙大爆炸后留下的背景辐射。第一次观测到宇宙微波背景辐射，是1992年从一个宇宙背景探测卫星（COBE）收集到的数据中获得的。COBE探…     

21 cm宇宙学的探索——天籁与鸿蒙实验

自宇宙大爆炸结束,中性氢广泛分布于宇宙,为研究从宇宙黑暗时代、宇宙黎明与再电离时期,直到再电离之后的宇宙历史、精密测量物质分布提供了重要探针.但是迄今为止,由于灵敏度的限制,中性氢观测还主要局限于近邻宇宙.要进行更高红移的观测,必须在比其强几个数量级的前景中将21 cm信号提取出来,这对观测设备的设计和数据处理分析都提出了极高的要求.近年来,国际上出现了很多针对21 cm的观测实验, 21 cm宇宙学正处在突破的前夜.我国也开展了21 cm宇宙学的探索性实验.本文介绍了暗能量射电探测关键技术实验(天籁实验阵列)和绕月超长波天文观测阵列(鸿蒙实验)的基本情况和研究进展.天籁实验阵列位于新疆巴里坤县红柳峡观测站,是用于试验中红移的大尺度结构21 cm强度映射的关键技术.鸿蒙实验则拟发射一个线形编队的卫星阵列,环绕月球飞行,进行全天频谱和干涉成像观测.这将打开一个新的观测窗口,并探索宇宙黑暗时代和宇宙黎明.     

光子、热力学与膨胀宇宙

基于宇宙学观测以及含宇宙常数的广义相对论场方程建立的标准宇宙模型,存在着违背物理学基本规律的疑难,提示我们需要仔细审视宇宙动力学的物理基础.例如,同实物退耦后的背景黑体辐射光子数目不再随宇宙膨胀而变化,但宇宙学红移效应导致辐射温度反比于宇宙尺度下降,则背景辐射总能量也反比于宇宙尺度而不断减少,违背了热力学第一定律,损失的宇宙背景辐射能量到哪里去了?又如,宇宙常数对应的暗能量密度不随时间变化,膨胀宇宙中物质不断被创生,总能量随宇宙膨胀趋于无穷.在宇宙学中坚持能量守恒,需要限制暗物质和暗能量的基本物理性质,其中作为零质量玻色子的光子扮演着重要角色.基于爱因斯坦场方程同时又不放弃能量守恒定律的宇宙学模型,给出了和标准模型完全不同因而可以被观测证实或证伪的演化图景:暗物质同暗能量平衡状态下的匀速膨胀才是宇宙的常态,而减速或加速膨胀只是宇宙介质相变导致的瞬态过程.近期开始出现的高精度宇宙学观测结果对标准模型提出了挑战,而有利于能量守恒宇宙模型的预期.正在进行和计划中的宇宙学观测将最终判定2类模型,并且推动基本物理的发展.     

宇宙或将在冰冷中死去

科学家预计，在字宙大约1000亿岁的时候，宇宙的大小将是现在的数亿倍，宇宙的密度将变得很小很小。物质和能量非常稀薄地扩散在宇宙之中。到那时。宇宙或许不再膨胀，只会在一片冰冷之中慢慢地死去……     

1+2维Bianchi Type Ⅰ宇宙模型中的熵生成

一、引言 解释现今可观察宇宙中存在的大数熵,一直是宇宙学中最令人感兴趣的问题之一。按标准的RW模型,辐射气的熵是一个守恒量。虽然RW模型可描绘当今宇宙的均匀性和各向同性,能解释轻元素的丰度等一系列重要观察结果。因而具有明显的成功之处。但它也有致命的先天性缺陷,首先它无法自证为什么在如此众多的宇宙模型中,大爆炸单单挑中这个既均匀又各向同性的最高对称性宇宙作为它的胎儿——宇宙演化的初始条件。其次,该模型无法解     

空间天文学与天体物理学

几乎我们所知宇宙中的一切都来自于对天上无线电波至γ射线大致横跨波长16个数量级的电磁辐射的研究。然而大部分辐射都完全被地球大气层吸收了——只有无线电波和可见光波能透射到地表,即使这些波也存在变形或受到干扰。空间天文学则能避免地球大气的影响,在天上打开新的窗口,通过这些窗口,我们窥探到了比原先所知的更遥远的宇宙以及有关宇宙结构和宇宙演化方面更加丰富多彩的信息。     

铜、金空阴极放电灯中的反常光电流信号

自从Green等人把光电流效应应用于激光光谱研究以来,利用脉冲激光也已经研究了相当多元素的光电流效应。在一般的空阴极放电(HCD)中,不同能级的电子碰撞电离率是不同的,共振激光照射HCD灯将引起相应上、下能级布居数产生变化,从而导致放电管阻抗的变化。在相应能级布居数没有反转的情况下,由于高能级的电离率一般大于低能级的电离率,共振脉冲激光的作用是使放电管的阻抗下降相应地产生一个脉冲光电流信号(POGS),这     

在Einstein—Cartan理论中宇宙无毛猜想（CNHC）的验证

20世纪 80年代初Ｃｏｌｌｉｎｓ和Ｈａｗｋｉｎｇ在Ｅｉｎｓｔｅｉｎ引力理论框架中提出宇宙无毛猜想 (ＣＮＨＣ) :如果宇宙真空场 (即宇宙常数 )存在 ,所有各向异性Ｂｉａｎｃｈｉ时空演化都将渐近趋向ｄｅＳｉｔｔｅｒ时空 .如果这个猜想是对的 ,我们就能容易地明白为什么极早时期宇宙必然会发生暴胀 ,为何我们的宇宙经历暴胀后导致整体的各向同性和均匀性 .直至最近这个问题讨论还很热烈[1-3 ] .　　极早时期的宇宙 ,由于宇宙中所有粒子的自旋能和粒子总能相比较不能忽略 ,所以必须考虑自旋对引力及时空的影响 .为此我们必须根据爱因斯坦…     

中国古代宇宙生成学说的演变

本文认为，中国古代宇宙生成学说的发展经历了三个阶段．观念形成阶段：时间相应于先秦（前２２１－前２０６），人们普遍相信宇宙万物是逐渐生成演化而来的；理论繁荣阶段：时间相应于两汉（前２０６－公元２２０）．先秦时期的“无中生有”说被《淮南子》的“无形生有形”所取代．由此导致了宇宙生成理论的全面发展；成熟阶段：在与宇宙结构理论相协调的过程中，宇宙生成学说进一步完善，到南宋时期（１１２７—１２７９）达到了它的顶峰．     

宇宙背景辐射和新“以太”漂移

地球几乎是各向同性地浸没在奇特的辐射中,这个辐射是关于宇宙历史和它的性质的唯一的讯息来源。这种微弱的辐射是13年前,在研究噪声对卫星通讯系统的干扰时发现的。“噪声”被证明是起源于宇宙,且不久被称为3°K(绝对零度3度)宇宙黑体辐射,因为它具有     

取向相关性与宇宙物质成团的两种图景

在复合时期之前,宇宙中可能有两种不同类型的密度非均匀性:等熵的和等温的。它们所导致的复合时期之后的成团图景,是十分不同的。在等熵图景中,成团过程是由大到小的、分裂式的,即先形成大尺度的(例如,超星系团尺度)片状结构,然后再逐步分裂而形成星系等小尺度的天体系统。在等温图景中,成团是由小到大的、等级式的,即先形成小尺度的天体(例如,星系前恒星、星族Ⅲ天体),然后再逐步结合成星系、星系团和超星系团等大尺度的天体系统。     

度规的量子涨落对宇宙演化的影响

修改引力最一般的方法,是考虑用里奇标量的一般函数代替爱因斯坦-海森伯作用量,也即f(R)理论.本文即根据海森伯的度规非微扰量子化方法,提出了一种新的修改引力理论,即把度规算符分解为经典部分和量子涨落部分,得到修改引力的场方程和守恒方程.应用到Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker时空,得到修改的弗雷德曼方程.由于度规的量子涨落,在一定条件下,可以实现反弹宇宙;或者在暗能量主导的时期,宇宙的膨胀速度也可能减慢,并根据物理条件,对相关参数进行了必要的限制.我们不仅分析了度规的量子涨落对辐射和尘埃演化时期的影响,而且还给出了量子涨落对暴涨参数——如慢滚参数、光谱指数和原初曲率扰动谱的修正.     

低温等离子体化学及其进展

等离子体,是物质存在的第四态。物质被电离后,其中电子和正离子密度几乎相等,故称之为等离子体。在浩瀚的宇宙中,以等离子体状态存在的物质占90％以上,如各类恒星、星际空间,包覆在地球表面的电离层等等,均是以物质第四态存在着。在我们这个得天独厚的地球上,等离子体的存在就颇为稀罕,如难得见到的极光、闪电等。以人工方法可获得等离子体,如以光、X射线或γ射线的辐照,产生较低电荷密度的电离,也可从直流到微波频率的放电生成不同的等离子体,其他如冲击波,激光辐照、燃烧等等,都可产生各种     

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     

人类对宇宙中黑洞的探索

前言人类对于宇宙结构、天体演化、宇宙起源等一系列极为壮观的科学和哲学问题的研究,与探索物质结构基元的原子论具有同样悠久的历史。从古希腊关于天体的优美神话开始,经过康德星云学说、哥白尼的日心说、开普勒行星运动三大定律、牛顿万有引力定律直到爱因斯坦广义相对论,宇宙的神秘面纱正在逐步被怀着巨大热情的人类揭开。科学研究的发展有时是出乎人们意料的。恒星天体演化后期的归宿之一是黑洞,近十多年来的研究表明,起源于研究天体的黑洞物理学,竟与研究物质的基本粒子理论在某些方面大有合流共进的趋势。这真是科学史上颇有戏剧性而又富有哲理性的奇观。今日的黑洞理论,建立在广义相对论、热力学、辐射理论、量子场论等最新物理理论的