量子宇宙学和宇宙创生

将量子力学用于整体宇宙,宇宙学家希望窥视宇宙创生时刻。我们许多人遥望晴朗夜空而询问:"所有这些来自何方?"许多世纪以来,哲学家和神学家沉思默想的这个问题是科学研究所不可企及的。仅在本世纪我们才有足够精妙而严密的理论借以窥视宇宙极早期。运用爱因斯坦的广义相对论,将时间逆转,研究人员推断宇宙是在一个体积小、密度大、温度高的区域中出现的。     

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...     

伽马射线天文台将落户智利与加那利群岛

<正>当超高能伽马射线撞击地球大气层时会引发粒子雨,同时释放出一种昏暗的蓝光,天文学家可以据此追踪伽马射线直至其源头——宇宙中的一些剧烈事件,例如特大质量黑洞根据候选地址的环境适宜度、科学潜力、可能的成本等因素,切仑科夫望远镜阵列(CTA)管理委员会不久前宣布,世界上规模最大及功率最大的伽马射线天文台将"落户"智利北部的阿塔卡马沙漠和西班牙的加那利群岛,以此形成CTA的南北两部分。预计这项耗资2.97亿欧元的CTA工程建成后,其望远镜阵列将由位于南北半球的99座和19座碟形天线组成,有助于天文学家研究一些最具能量且位于遥远宇宙的物质。届时,CTA将聚焦银河系中心——科学家认为暗物质就隐藏在那里,许多理论     

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……     

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.     

超级计算机模拟第一代恒星

今天的望远镜无法看到早期宇宙中原恒星的形成,但如果你想要窥视这一奇观,复杂的计算机数值模拟可以帮你完成这个心愿：致力于模拟宇宙黑暗时期的宇宙学家正期待着通过观测来验证计算机的数值结果,看看过去的预言是否还能在未来发生——     

无尽无休的众多宇宙

就在短短的几年前,科学家们还认为他们已经搞清了宇宙的起源。他们断定宇宙起源于大爆炸——大约100亿至150亿年前一个密度无穷大的时一空点的爆炸。宇宙学家对宇宙的形状知之不多;他们争执不下的是宇宙的大小和宇宙的命运,但对一个很基本的论点却并无异议,即我们所处的宇宙是唯一的宇宙。如今连这一信条也发生动摇。莫斯科莱贝德夫物理研究所物理学家安德烈·林德极力主张“宇宙”实际上是     

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?     

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:     

无限膨胀

这是一个好消息,宇宙将不会在一个灾难性的大挤压中结束;但这也是一个坏消息,因为暗藏着一个更可怕的命运。1997年3月5日夜,智利美洲天文台的大型望远镜截获了来自宇宙的一条信息,它发自地球出现前的10亿年,其内容具有真实的宇宙学意义。这一飞过半个宇宙的信息已被完全读出。为破译它,一个国际专家小组花了几个月的时间。1998年1月,加州洛伦斯伯克利实验室的珀尔马特（S.Perlmutter）和其同事,向全世界揭示了这一信息的要旨：宇宙将永无终结。一个月后,施米特（B．Schmidt）领导的小组,在澳大利亚发表了有关这一宇宙信函中的…     

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。     

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     

宇宙死刑缓期执行

根据对暗能量的最新计算,宇宙还有240亿年可活。在很长一段时间里,暗能量将使宇宙继续膨胀。这对你来说也许没什么差别,不过总归不是坏事——美国科学家说,宇宙至少还能活240亿年,比他们原先预计的要长。他们根据哈勃望远镜的观察,计算宇宙中的暗能量,得出了这个新结论。斯坦福     

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     

穿越宇宙

<正>一部全新的宇宙功夫电影探索了平行现实中存在的意义。2009年，两位来自斯坦福大学的物理学家安德烈·林德（Andrei Linde）和维塔利·范丘林（Vitaly Vanchurin）合著了一篇论文，依据当时和现在均居主流的140亿年前宇宙起源理论，计算了可能存在的宇宙数量。他们的答案是10的10的10 000 000次方，这比1后面跟10亿个0要多得多。     

迄今最大星系被发现

<正>日前,荷兰莱顿天文台科学家报告了迄今观测到的最大星系,该星系距离地球30亿光年,对它开展进一步研究将有助于弄清星系是如何生长变大的。研究人员在仔细研究了“低频阵列”（LOFAR）收集的数据后,首次发现了这一新的重量级星系。LOFAR是一个由分布在欧洲52个地点的约20000台射电望远镜连接而成的网络。研究人员以古希腊神话中的巨人“阿尔库俄纽斯”为这个新星系命名。该宇宙“巨兽”宽1630万光年,     

詹姆斯·韦伯太空望远镜

<正>1990年4月24日,"发现号"航天飞机从美国肯尼迪航天中心发射升空,将"哈勃空间望远镜"送上了近地轨道。浩渺宇宙的万花筒,从此展现在人类面前。它让人类的双眼第一次目睹宇宙深空的缤纷景象,给我们带来了距离地球130亿光年之外的信息,这几乎就是时间的尽头了。138亿年前宇宙大爆炸的起始点似乎就在不远的前方,揭示大爆炸的真相,是天文学家们梦寐以求的课题。但"哈勃"已然接近暮年。如今,继承者来了。     

新一代的望远镜和显微镜

为世界各地的山顶设计的新一代的“超级望远镜”,将在1990年代使天文学进入一个黄金时代。现在至少在计划建造七个巨大的光学望远镜,其中四个是在美国设计。它们每一个的采光能力都为今天最大的望远镜的两倍多。用这些仪器,可望窥视到宇宙的充分深的地方,获得关于宇宙起源的新线索。因为来自太空的光到达地球需要时间,因此天文学家们探测得愈远,他们就能回视宇宙历史的更早的时期。它们也将有助于解开宇宙学的很多难题:行星的诞生、类星体(能发射光和无线电波的象恒星一样的天体)之谜,以及初期星系的动力学。     

100亿年前，星系中的气体就已耗尽

<正>通过对宇宙深处的观测,我们开始对恒星形成过程停止的时间、原因和方式有所了解。大约有45亿年历史的太阳,在宇宙中只不过是个后辈。恒星形成的鼎盛时期是在100多亿年前,即大爆炸之后的35亿年。从那时起,恒星形成的速率一直呈指数下降。编     

《塞尔达传说：王国之泪》如何解释宇宙再电离

<正>早期宇宙的黑暗深处与《塞尔达传说：王国之泪》有什么共同点？答案远超你的想象。当我们所知的宇宙从炽热的大爆炸中诞生时，它充满了各种各样的高能粒子、反粒子和辐射量子：这就是宇宙的原始汤。随着时间的推移，它膨胀又冷却，最终冷却到足以产生稳定的中性原子，这时，时间已过去了几十万年。尽管在这段宇宙历史的前1亿年至前1.5亿年内很可能形成了最早的恒星和星系，但在长达5.5亿年内，宇宙在很大程度上仍然是黑暗、对光不透明的，这是因为早些时候形成的中性原子极其擅长阻挡光的光学波长。只有通过渐进、缓慢的宇宙再电离过程，宇宙才变得对光透明。