前言·21世纪第二个十年的宇宙学

宇宙学研究在最近的十余年里获得了迅速的发展,人们对宇宙有了全新的认识,近期＂精确宇宙学＂被《科学》杂志评选为21世纪第一个十年中重大的科学成就之一（＂Insights of the Decade＂）.以此为契机,2011年3月18日至3月19日,     

结合起来的超新星数据为共识宇宙学设定限制

宇宙学在物理学热点论文榜中继续占据着突出地位（论文#1、#4、#8和#9），不过超导性的复兴使得凝聚态物理拥有了5个竞争者（论文#2、#3、#5、#7和撑10）。尽管如此，关于5年威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）数据集的论文#1依然上升势头强劲，如今已经遥遥领先（本期间被引用138次），     

发现宇宙大爆炸

宇宙哲学作为一门精确的物理科学，它的基础就是我们对来自宇宙大爆炸的宇宙微波背景辐射的理解。1964年，美国贝尔实验室的工程师阿诺·彭齐亚斯（Penzias）和罗伯特·威尔逊（Wilson）无意中发现了宇宙微波背景辐射，宇宙背景辐射的发现在近代天文学上具有非常重要的意义，它给了大爆炸理论一个有力的证据。彭齐亚斯和威尔逊也因发现了宇宙微波背景辐射而获得1978年的诺贝尔物理学奖。     

中国宇宙学公理

该文陈述两组四条宇宙学公理．一．存在公理：（１．１） 没有两个时刻的宇宙总体状态全同;（１ ．２） 宇宙局域状态必有部份相同．二．道德公理：（２．１） 因是在果之前的状态,由因到果的异化是连续和分合的组合;（２ ．２） 信息是物质的超局域的潜隐的相互作用,它指令并记录宇宙状态的变化．这四条公理的渊源在中国先秦时代易经、墨经、庄子等著作,故可称之为“中国宇宙学公理”．它与按爱因斯坦思想建立的宇宙学原理明显不同,强调宇宙万物的差异和物理秩序的可变性．按中国宇宙学公理推论,物理规律及其参数可能随时间地点而变, 把人类经验知识无限延伸不能得出宇宙演化的可信结论．     

暴涨宇宙

本文对近几年基于大统一理论发展起来的暴涨宇宙模型作了一综合性评述。暴涨宇宙模型是在标准宇宙学遇到一系列无法克服的矛盾的情况下提出的。它使人们对极早期宇宙的认识又深化了一步,暴涨概念大大改变了人们对宇宙早期演化的了解,它是近年来早期宇宙学最重要的进展之一。     

现代宇宙学中的数值模拟技术和应用

宇宙尺度上物理过程的多样性和高度非线性使数值模拟成为现代宇宙学必不可少的研究手段,它不仅可以细致追踪宇宙结构的形成和演化历史,同时也为观测和理论模型的检验建立了一个桥梁.本文将总结计算宇宙学领域技术方法的最新发展,包括无碰撞粒子N体数值模拟技术,引入重子物理的计算流体方法.在此基础上,我们将针对现代宇宙学的核心科学问题,简要综述数值模拟技术在面向下一代巡天观测,尤其是暗物质和暗能量探测方面的实际应用.此外,我们选择性地讨论了数值模拟在第一代恒星和反馈作用、宇宙中的气体吸积和恒星形成,以及高红移星系盘的形成研究中所发挥的作用.因应下一代大规模巡天的开展和超级计算技术的快速进步,我们也展望了在未来十年计算宇宙学和相关科学可能取得的进展及发展趋势.     

科学家谈天文学重要方向 宇宙大尺度结构

正宇宙学是研究宇宙起源和演化的学科。近年来随着天文观测和理论的快速发展,宇宙学参数已经得到非常精确的测定,宇宙学研究进入了黄金时代。宇宙大尺度结构是宇宙学研究的重要前沿领域,主要是通过多波段巡天测绘不同时期宇宙的物质结构来研究宇宙结构形成和时间演化,从而揭示宇宙的物质组成成分以及宇宙演化物理过程、暗物质、暗能量本质等宇宙学重要问题。     

单宇宙还是多宇宙？

宇宙学和粒子物理学的新进展；比如弦景观（StringLandscape），已经诱导了多宇宙的认识，即我们的宇宙仅仅是多个宇宙中一个。多宇宙设想帮助解释了一些宇宙的起源、宇宙的观测事实等方面的问题。既然存在于其它宇宙的物理常数可能与我们宇宙的很不相同，为使得生命出现的物理参数的微调也许应该得到解释。     

对大质量弱相互作用粒子的搜寻一无所获

一项物理实验得到的负面结果产生出一篇一鸣惊人的论文，并进入排行榜前10名，这是非常罕见的，但这恰恰是本期所发生的事情。论文#9报道在意大利大萨索国家实验室（LNGS）所进行的暗物质搜寻中没有获得有效的信号。这篇论文对粒子物理和宇宙学来说都具有极其重要的意义，因为它对宇宙学研究中要求的潜在暗物质的粒子物理性质加以限制。     

具有可变宇宙学常数的宇宙

探讨了有效宇宙学常数Ａ（或总有效真空能密度ρｖ）的演化规律及它的存在与演化对宇宙演化不同阶段中各种参数的影响。