暗能量的速度

<正>比超速光子更快大学的创新网络会议进展不顺利,就像鲍里斯(Boris)的后半生一样。他的博士后快要到期了,即将面临失业而不得不返回新西伯利亚的窘况。仅凭他发表的8篇理论天体物理学的论文,他回到俄罗斯也不会比留在美国有更好的前途,但是至少他还能躺在父亲的沙发上。鲍里斯正在沉思,这时注意到一个大腹便便、衣冠楚楚的男人正在阅读他的海报论文。鲍里斯按照刘教授的指示,问道:"您需要帮助吗?"     

暗能量研究的新进展

据英国New Scientist，2005，188（2528）：18报道，一个对Ia型超新星（SNIa）的观测组报告了他们对70个此种超新星观测数据的分析．认为从80亿年前以来．宇宙内基于暗能量的斥力基本上是稳定的，其波动不超过20％。     

暗能量的理论问题

暗能量是近几年宇宙学的重大发现之一。它的存在给宇宙学、引力理论和统一理论提出了一个重大难题。我们简要解释目前存在的各种暗能量理论和模型。指出暗能量的最终理解将深化宇宙学和统一理论的研究。     

哈勃太空望远镜观测到恒星的死亡

因与爱斯基摩人(毛皮大衣中的脸)相像而命名的爱斯基摩星云(the     

从热质能到暗能量——暗能量起源的再探索

暗能量构成了我们已知宇宙物质的68%,被成功用于解释目前标准宇宙模型中的宇宙加速膨胀现象.但是,学界对于暗能量的起源这一基本问题尚存在较大分歧,成为宇宙学中最重要的难题之一.本文试图从热质理论出发,基于能量守恒原理探索暗能量的起源.热质理论是近年来传热学中发展的新理论,其中包括热质、热质速度和热质能等新物理量.热质是热量的相对论性质量,热质能是相对论性能量.在地球上的温度和压力条件下,热质和热质能的量级远远小于物体的静质和静质能,但在宇宙大爆炸后的初期,温度可以达到1015°C以上,此时热质能可以与静质能相当,甚至更大.高品位的能量形式,如电能、光能、机械能等在传递过程中会耗散为低品位的热能,因此在热量(热质)的传递过程中,热量(热质)的总量是守恒的,但是热质能会耗散为一种更低品位的,"不可见"的能量.该能量具有四个特点:可以充盈整个空间,具有极低的能量密度,负压力,随着时间逐渐增加.这些特性与暗能量的性质吻合,因此可以猜测暗能量来自于热质能的耗散,它是宇宙加速膨胀的动力来源并构成了目前宇宙的主体.     

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.     

超新星研究与暗能量的发现

2011年度的诺贝尔物理学奖授予了三位在发现宇宙加速膨胀的研究中作出杰出贡献的学者：珀尔马特（S．Perlmutter）,施密特（B．Schmid）和里斯（A．Riess）。由于这项工作无可争辩的巨大重要性,几年来他们一直是获奖的热门人选。但诺贝尔奖评委会素有稳重、     

暗能量--宇宙学的新贵

你看过电视剧《康熙皇帝》吗?想当初女真族头领努尔哈赤,连去北京向明朝皇帝献贡品的资格部没有,他只得跪在明朝驻东北的督军脚下,乞求恩准他的进贡。可是几十年后,努尔哈赤的儿子多尔衮进军北京,建立满清王朝。昔日的“贱民”却成了新贵。说也奇怪,在宇宙学中,竟然也有如此般的巧合事例。     

暗天体的照相观测和电子望远镜

天文学是一門观測的科学。对各类天体进行观測是天文研究中的一項基本任务。只有在大量观測資料的基础上,才有可能去探討和試图揭示出具有較大普遍性的自然規律。一部現代观測天文学的历史,基本上也是一部越来越朝着暗天体的观測极限推进的历史。本文将着重介紹电子望远鏡方法在鉴别暗弱天体方面的重要作用及其对天文研究可能带来的深远影响。     

暗能量：主宰宇宙命运的黑手

尽管宇宙学家们不敢肯定暗能量是什么，但是他们由此萌发了许多想法，并得到了三类可能的暗能量候选者：精质、真空能和幻影能。究竟哪种候选者能够“胜任”，这不但要依赖于一个参数值，而且还要依赖于该参数是否随时间而变。     

宇宙中存在暗能量的新证据

据英国Nature．2004。431：838报道．中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的徐星和美国纽约自然历史博物馆的诺雷尔(M．A．Norell)研究了发现于辽宁省北票市的一具保存完好的恐龙化石。它生活在距今大约1．4亿年前。这是一种新的恐龙化石，第一次让人们看到了恐龙的睡眠姿势。     

水波孤子与缺陷相互作用的实验观测

实验研究了垂直振动激励下的浅水槽中的底部缺陷和水波孤子的相互作用. 水槽的底部缺陷是指在水槽底部制造出的局部的微小凸起或凹陷, 其效果是轻微地改变了局部的水深. 实验表明: 浅缺陷吸引呼吸子和扭结; 深缺陷排斥呼吸子和扭结. 这些实验结果和带有缺陷的连续化Frankel-Kontorova模型中提出的理论预言相一致, 并可以从能量共振吸收的物理图景中得到解释.     

红树林土壤pH和其他土壤理化性质之间的相互作用

红树林生态系统具有强大的固碳、储碳能力,在防治污染、净化水体和维持生物多样性等方面也发挥着重要作用.然而在气候变化和人类活动双重影响下,红树林生态系统正面临着面积锐减、生态系统结构简化、生物多样性降低、生态功能退化等巨大考验.红树林湿地土壤的理化性质如pH、养分含量及盐度等直接或间接影响着红树林的生长状况和生态功能.红树林土壤中pH和其他理化性质之间的相互关系,除了两个因素之间相互作用外,也同样受其他理化条件的影响.红树林土壤pH只有维持在合理范围,才能维持和提高红树林生态系统的固碳作用,发挥其强大的固碳功能.红树林土壤通常多是酸性硫酸盐土,硫含量较高,土壤pH与全硫含量一般呈负相关关系.红树的数量、种类、密度、分布以及种群结构都直接影响着土壤中的硫含量,而土壤的氧化状态、硫含量及硫化物的种类和分布又是决定土壤pH的重要因素,同时pH也影响土壤中硫化物的赋存状态.红树林土壤中有机物的摄入和分解是不断进行的过程,其中有机碳的含量和种类通过影响土壤细菌的种群结构、生长、生理过程,进而影响土壤pH;同时,土壤pH的平衡又影响着红树林土壤中的有机碳含量和种类.高含盐的红树林土壤的pH与盐度之间,一般呈正相关关系;然而盐度到底是直接影响,还是间接影响了pH的变化,还有待进一步研究.因此,探索红树林土壤理化性质的相互关系具有重要意义.本文首先以pH为切入点,综述了红树林湿地土壤pH和其他理化性质之间的相互关系和作用,包括pH与硫含量、有机碳、盐度、溶解氧以及N、P含量的相互关系.然后探讨了气候变化和人类活动可能对红树林土壤pH产生的影响.最后,尝试通过上述内容,推理出土壤pH和其他理化性质对具体的气候变化现象和人类活动(如海平面上升、红树林重建等)可能做出的响应.本文涉及的研究内容和分析方法对于发挥红树林储碳能力、修复和重建红树林都具有重要的参考意义.     

追寻神秘暗能量的人——天体物理学家索尔·帕尔马特访谈录

最近几年,重大的科学发现之一当属宇宙加速膨胀.在神秘的暗能量的作用下,宇宙会变得越来越稀疏,最终在冰冷中死寂.当时有两个科学家小组独立的通过天文学观测做出了这一惊人的发现,其中之一就是美国加州大学伯克利分校的天体物理学家索尔·帕尔马特(Saul Perlmutter,下图)领导的团队.     

大规模蛋白质相互作用数据的分析与应用

蛋白质相互作用在生命活动中起着重要的作用. 目前已开发出几种实验和计算方法能够得到大规模蛋白质相互作用数据. 但是, 与传统的实验结果相比, 蛋白质相互作用大规模数据中存在着比例较高的假阳性. 为了能够充分利用这些数据, 需要建立生物信息学方法对这些数据进行系统的评价, 进而提高数据的可信度, 并从中挖掘出有价值的生物信息. 本文对目前蛋白质相互作用大规模数据的计算分析和应用进行了总结, 包括蛋白质相互作用数据评估方法、与蛋白质其他信息的关系以及在生物学研究中的应用, 并提出了开发分析和挖掘蛋白质相互作用数据工具的主要方向, 以期有助于这些数据的研究和应用.     

陵水暗罗有效成分的研究——天然金属化合物暗罗素的分离及结构

陵水暗罗(Polyalthia nemoralis A.DC.)为番荔枝科暗罗属植物,产于广东南部和海南岛地区。海南民间用其根治疗疟疾和肝炎。我们从1972年开始进行了其中抗疟有效成分的分离工作,从中分离出一种天然金属化合物,定名为暗罗素(Zincpolyanemine),得量约十万分之一,动物试验对疟疾有效。     

动物的求偶方式及其他

靠紫外线求偶的动物。动物的求偶方式十分有趣而呈多样化,但总的说来,不外乎利用气味、声响和体姿等。然而,美国动物学家不久前发现,紫外线也是某些动物应用的择偶手段。科学家发现以紫外线求偶的动物,是生活在热带丛林中的安乐蜥。几年前,曾有人发现安乐蜥的眼底视网膜上,长有对紫外