月球安装最大望远镜 探测宇宙“黑暗时代”

据美国太空网报道,安装在月球背面的一台巨型望远镜能够探测宇宙的“黑暗时代”,同时该望远镜还屏蔽了来自地球文明的所有无线电波长噪声。这是迄今在月球上建造最大的望远镜,它的全称是“黑暗时代月球干涉仪”（DALI）它由数十万个天线构成。这个最大的月球望远镜将使天文学家们能够倾听在没有恒星存在的时代（宇宙诞生后的5亿年）宇宙所发出的“微张耳语”。     

高分辨率成像空间射电天文台——突破分辨率极限的“空-地”观测网

<正>上海天文台提出的空间VLBI阵列(一期)的概念图,由两个空间射电望远镜与地面望远镜组网,实现几十微角秒的分辨率,能够对黑洞等极端致密天体成像一直以来,浩瀚的宇宙神秘而又令人向往,探索宇宙是人类永恒的追求目标。一代又一代科学家克服千辛万苦,锲而不舍,不断提高观测手段,为的就是更深入了解我们的宇宙,能够"看"得更远,"看"得更清楚。宇宙中高能的天文现象通常与极端致密的天体(如黑洞)密切相关,许多与黑洞相关的     

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     

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?     

数学是现实之根吗?

如果某些或所有的迫使我们考虑平行世界的数学被证明与现实有关,那么,爱因斯坦的著名疑问:"宇宙之所以如此,是否因为不可能存在另一个宇宙"会有一个明确的答案吗?19世纪晚期,当詹姆斯·C·麦克斯韦(James C.Maxwell)意识到光是一种电磁波时,他的方程显示光的速度应该是大约每秒30万公里。这个值与实     

中微子质量起源与宇宙的原初反物质消失之谜

<正>粒子物理学的标准模型建立于20世纪60～70年代,它在随后的半个多世纪经受住了无数次科学实验的检验,成为人类描述与理解各种强、弱和电磁相互作用现象最成功的理论工具.但是该模型也存在一些缺陷,比如它刻意回避了中微子质量及其起源的问题,也无法解答为什么可观测宇宙中不存在原初反物质但却存在大量暗物质的问题.在宇宙大爆炸之初所产生的反物质何以随着宇宙的膨胀和冷却而神秘地消失,以及其背后的动力学是否与中微子的质量起源机制存在某种关联,这是当今粒子物理学和宇宙学界普遍关心并深入探索的重大课题.理论研究表明,解释中微子质量起源之谜的"跷跷板"(seesaw)机制^[1]与解释宇宙原初反物质消失之谜的轻子生成(leptogenesis)机制^[2]可能是问题背后的答案.而连接这两个机制的桥梁就是超重的"惰性"马约拉纳(Majorana)中微子^[3]:它们在宇宙早期神秘地产生,与已知的"活性"中微子通过极其微弱的汤川(Yukawa)相互作用建立关联;它们的衰变则导致了宇宙的轻子与反轻子不对称,后者部分转化成宇宙的重子与反重子...     

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…     

宇宙大爆炸核合成

何以宇宙主要由看不见的暗物质组成而又被暗能量所推开?问题的线索在于大爆炸后瞬间普通物质的形成--最近几年来天文学家发现,我们熟悉的所有普通物质只是宇宙中的微量组分,而宇宙主要的组成是未知形式的"暗物质"和甚至更充裕、更神秘的"暗能量"。因此看来我们连这一宇宙混合物的主要组成都还不了解。 然而,普通物质却对研究宇宙其余的组成部分出奇地有用。去年美国航空航天局(NASA)的WMAP卫星已提供了宇宙中     

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     

电子束曝光用精密X-Y工件台系统

为电子束曝光用的激光定位精密 X-Y 工件台系统已在中国科学院光电技术研究所研制出来。它包括:X-Y 真空工件台,激光干涉仪及其电气系统,真空箱体,X 及 Y 向驱动电机及驱动电气系统,带打印机的微型计算机操纵系统,真空泵,隔振台。工件台采用 V形导轨结构,行程100×100毫米。为了防止磁性对电子束偏转的干扰,工件台零件采用了抗磁性材料,V 形导轨则经过仔细地退磁。两个1/10波长平面度的 V 形反射镜成直角地装在工件台上,正交度在1角秒之内。激光干涉仪除激光器与光电接收器外,其光学零件均安装在真空箱体内,如此可免除大气条件对光波波长的影响。该干涉仪采用了一种特殊的光路设计,可获得稳定的干涉图样,并使其分辨率达到0.04微米。X-Y 驱动电机在真空箱体之外,通过密封接头带动箱体内的工件台运动,其动作由微型计算机操纵。电气控制柜在真空箱体之外。其上除装有驱动电机的电气系统外,还装有激光干涉仪的电气系统。两个十进位显示器随时指示 X-Y 工件台的实际位置。真空泵采用油扩散泵,它装在箱体的下方,隔振台的中间。隔振台是弹簧悬挂式的,自振频率为2赫芝。该 X-Y 工件台系统的空位重复性为2σ=±0.04微米,准确度为0.1微米。     

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     

宇宙绳

现代的基本粒子理论认为在10~(15)～10~(15)GeV以上的能量,所有基本粒子的相互作用(除引力外)有相同的强度。这样的能量是远远超过粒子加速器的范围,而且能够检验这些概念的主要战场是大爆炸不久以后的早期宇宙。随着宇宙膨胀和从极高温度冷却下来,粒子相互作用间对称性出现了自发破缺,一般是分为几步,因此强力、弱力与电磁力变得不同。现代的基本粒子理论认为在10~(15)～10~(15)GeV以上的能量,所有基本粒子的相互作用(除引力外)有相同的强度。这样的能量是远远超过粒子加速器的范围,而且能够检验这些概念的主要战场是大爆炸不久以后的早期宇宙。随着宇宙膨胀和从极高温度冷却下来,粒子相互作用间对称性出现了自发破缺,一般是分为几步,因此强力、弱力与电磁力变得不同。     

捕捉引力波

引力波是基础科学前沿,长期没有肯定答案。当前的研究进展如何?国内似乎渺无信息。本文比较系统地介绍了近期的理论进展和观察结果,特别介绍了美国政府最近拨款2.1亿美元着手建造世界上最大的干涉仪(公里尺度)来直接检测引力波,探索引力本质和宇宙新领域。     

宇宙中微子数值模拟研究获得重要进展

<正>由北京师范大学天文系张同杰教授主导的宇宙中微子数值模拟团队,运用国防科技大学研制的"天河二号"超级计算机,成功完成了3万亿粒子数的宇宙中微子和暗物质数值模拟,揭示了宇宙大爆炸1600万年之后至今约137亿年的漫长演化进程.在模拟中首次测量到了中微子在宇宙结构中的微分凝聚(Differential Neutrino Condensation)效应,这种效应为当今和将来的宇宙学观测开辟了一条独立     

美国未来十年天文学走向

<正>"十年调查"出炉不久前,在一份融合了对宇宙好奇心与务实精神的"十年调查"报告中,一个由23人组成的专家委员会为美国天文学未来十年的发展制定了路线图。这一万众瞩目的"十年调查"报告,向美国航空航天局(NASA)     

2002年度诺贝尔奖获得者简介

诺贝尔物理学奖 美国科学家戴维斯(R.Davis Jr)和日本科学家小柴昌俊,因在天体物理学领域尤其是对宇宙中微子探测的开创性贡献而共享2002年度诺贝尔物理学奖的一半;此项奖的另一半奖给了意大利科学家贾科尼(R.Giacconi),表彰他在天体物理学领域中因发现宇宙X射线源所做出的卓越贡献.他们的工作为科学家观测宇宙打开了两扇新的"窗口".     

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     

宇宙环境新认知——有关2019年度诺贝尔物理学奖的理解

<正>2019年度诺贝尔物理学奖同时授予了系外行星和宇宙学领域,以表彰天文学家米歇尔·梅耶(Michel Mayor)与迪迪尔·奎罗兹(Didier Queloz)在系外行星发现上做出的突出贡献,以及理论宇宙学家詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)从理论角度为现代宇宙学物理体系的建立做出的杰出贡献.诺贝尔奖委员会给出的理由是"为我们理解宇宙的演化和地球在宇宙中的位置做出的贡献",以他们3人为代表的科学家们为人类在现代科学的框架下重新认识自身与宇宙的关系提供了重要思路.一方面,让人类重新思考我们所生活的这个星球在宇宙中是否是独一无二的,对探索系外宜居星球和寻找外星生命非常重要;另一方面,使     

科学的“大”与“小”

正《科学》杂志把"双中子星并合"评选为2017年度重大科学突破,是因为科学家对双中子星并合事件进行了多维度的详细观测,这一突破标志着天文学的发展进入了激动人心的新阶段,展现出潜力无限的未来,同时也是"大科学"研究的绝佳范例。美国激光干涉仪引力波天文台(LIGO)的两个探测器和欧洲"处女座"(Virgo)引力波探测器     

大宇宙

还在远古,当古希腊罗马的哲学家提出最早的"宇宙系统"时,研究宇宙学的问题就已使学者们踌躇不安.宇宙概念的含义随着科学发展而变化.哥白尼(Коперник)和开普勒(Кеплер)的宇宙,实际上并未超出太阳系的范围.这个范围内的恒星,是处在"由冰和晶体"组成的、按现代宇宙尺度来说半径是极小的天球之中.研究所及的宇宙部分的边界不断在扩大.在18世纪和19世纪的交合点上,多亏赫歇尔(Гершель)的研究方出现了总星系的图景,这是一