星系团内物理过程对宇宙微波背景辐射的影响

观测表明,富星系团内存在着大量的高温热电子.它们将与微波背景光子相互作用.本文考虑了星系团集合使微波背景辐射产生的畸变.我们的理论估计表明,富星系团集合的高温热电子散射背景光子,使背景辐射谱偏离黑体辐射谱.在背景谱的维恩区,畸变小于2.74K黑体峰值强度的1％,这个结果与最近COBE卫星的探测结果是一致的.没有得到Matsumoto所探测到的在700μm附近有相当于黑体谱峰值强度10％的重大畸变.星系作为微引力透镜,对背景辐射的影响不可能探测得到.星系团内热电子的轫致辐射在微波波段更弱.     

宇宙微波背景辐射的观测和理论

介绍了有关宇宙微波背景辐射（ＣＢＲ）观测和理论研究的最新进展。叙述了基于ＣＯＢＥ卫星的观测宇宙学,包括对背景辐射谱,各向异性的观测结果及其理论意义;并系统介绍了ＣＢＲ各向异性形成的种种机制;展望了下一代宇宙微波背景探测器（ＭＡＰ和ＰＬＡＮＣＫ）的科学目标和主要技术参数。     

暴涨中粒子的生成对大尺度宇宙微波背景各向异性功率谱的影响

WMAP(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)观测得到的宇宙微波背景(CMB)角功率谱在大尺度上比广泛使用的ACDM宇宙模型给出的理论值有明显的压低.通过引入暴涨中粒子的生成过程,研究了大尺度上CMB各向异性功率谱的行为.计算表明,粒子的生成使得暴涨的原初功率谱产生了修正,从而影响了CMB的角功率谱,这样可以较为自然地得到四极矩附近的压低.     

红外背景的畸变

本文研究了引力透镜和富星系团在宇宙中作为一种分布,对红外背景畸变的统计效应。其中包括富系团的热电子对红外背景畸变的Sunyaev-Zel’dovich效应,以及引力透镜对红外背景畸变的引力效应。本文给出了z=4范围内的红外背景的总畸变,其结果是:Sunyaev-Zel’-dovich效应为:(△T_r)/T_r～10~(-2)—10~(-3),纯引力效应为(△T_r)/T_r～10~(-3)—10~(-4)。     

微波背景辐射各向异性的计算中可能出现的偏差

复合期间物质与辐射密度的扰动会引起自由电子的不均匀空间分布,即电离率可能存在着某种与物质和辐射的涨落相对应的空间扰动。这就会使得通常对微波背景辐射各向异性的计算中存在偏差。对较大尺度的扰动(M(?)M_1)通常的计算值可能偏大,而对较小尺度的扰动(M<相似文献   

星系团的引力透镜效应及宇宙微波背景辐射的各向异性

本研究了Ｐｏｉｓｓｏｎ随机分布的星系团作为引力透镜天体,其横向本动速度引起的运动引力透镜效应对宇宙背景辐射（ＣＢＲ）温度涨落各向异性的影响。对星系团的密度结构及其引力透镜效应,我们采用Ｈｅｒｎｑｕｉｓｔ模型,并在此基础上,利用星系团的统计理论,在冷蝉 物质及等曲率重子扰动模型框架下,计算了运动引力透镜效应对ＣＢＲ温度涨落各向异性的贡献。     

五维Bianchi-Ⅴ型宇宙模型的辐射解

本文给出了理想流体五维Bianchi-V型的宇宙模型的严格解,并讨论了解的奇性,发现该解随着时间的增长将趋于五维膨胀各向同性宇宙模型。     

ISW效应对Yukawa引力势的检验

该文利用Integrated Sachs-Wolfe(ISW)效应探测宇宙大尺度引力势随时间的变化速率,从而能够在宇宙学尺度上检验引力的性质.以Yukawa引力势为例,探讨了利用ISW效应检验引力性质的能力.计算表明,ISW效应对引力的性质很敏感,通过与宇宙微波背景辐射实验WMAP五年的观测结果相比较,发现相对于牛顿常数,等效牛顿常数在宇宙学尺度上最多只有约2%的改变.     

星系团的引力透镜效应及宇宙微波背景辐射的各向异性

本文研究了Ｐｏｉｓｓｏｎ随机分布的星系团作为引力透镜天体,其横向本动速度引起的运动引力透镜效应对宇宙背景辐射（ＣＢＲ）温度涨落各向异性的影响．对星系团的密度结构及其引力透镜效应,我们采用Ｈｅｒｎｑｕｉｓｔ模型,并在此基础上,利用星系团的统计理论,在冷暗物质及等曲率重子扰动模型框架下,计算了运动引力透镜效应对ＣＢＲ温度涨落各向异性的贡献．     

大爆炸宇宙学模型的基本参数──宇宙年龄t_0和哈勃常数H_0

大爆炸宇宙学模型有6个基本参数一宇宙年龄t0，哈勃常数H0（或哈勃参数h≡H0／100km·s－1·MPc－1），宇宙物质密度参数Ω0，减速因子q0，以及与宇宙学常数A和宇宙的曲率k有关的另外两个参数Ω0A≡A／3H，ΩR≡-K／H。简要介绍了国际上对t0和H0的最近研究进展。由于观测上和理论上都还存在着相当多的不确定因素，目前对这两个参数的取值大小仍然有很大的争议。总的说来，对于宇宙的年龄t0，较普遍的看法是t>11Gyr，其最可见值为t0≈13Ggr。对于哈勃常数H0，如果所测的天体距离尺度较小，则通常给出较大的值h≈0．6-08；而如果所测天体距离尺度较大，则通常给出较小的值h≈0．4－0．6。最近哈勃空间望远镜对M100的观测绘出h≈0．8，这一测量结果仍然含有不确定因素，因而还不能认为H0的大小已有定论。     

河外星际尘埃辐射对微波背景辐射的影响

本文借助于观测到的大、小麦哲伦云的星际尘埃辐射，估计总星系内的“冷”星际尘埃热再辐射对宇宙微波背景辐射的影响．结果表明：总星系内的星际“冷”尘埃的热辐射所形成的背景辐射对微波背景辐射的扰动强烈地依赖于宇宙减速因子和“冷”尘埃量，在宇宙背景探测者（ＣＯＢＥ）的观测结果的限制下，无论宇宙减速因子取何种值，“冷”尘埃所占的比例都是非常少的，如果Ｏｓｔｒｉｋｅｒ所作的平均每个星系内由尘埃产生的蓝光光深τＢ＝０．５的假定是合理的，那么星际尘埃量随温度的分布是非常不均匀的。     

活动星系核的伽玛辐射和宇宙标准烛光

编辑了一个样本,其中包括71个Gev伽玛射线噪的活动星系核(14个BL Lac天体和57个平谱射电类星体),53个FRⅠ型射电星系和63个FRⅡ型射电星系。文章采用了非线性最小二乘法来拟合这个样本。当假设Mv=-23.0时,得到一个达到最佳拟合的哈勃常数,其拟合值为H0=71.5±3.8kms-1Mpc-1。该值与通过哈勃望远镜关键计划所得到的哈勃常数值H0=71.5±8kms-1Mpc-1符合得很好。其结果表明活动星系核的Gev伽玛辐射可以被用作宇宙标准烛光。     

宇宙常数Λ≠0的平面引力波

本文讨论了宇宙常数Λ≠0时的平面引力波问题。在弱场近似下,得到了平面引力波传播方程及色散方程。通过对Kretschmann曲率标量的讨论发现,不同于Λ=0时h_(μv)仅有横场这一众所周知的结果,Λ<0时不存在一个坐标系,使h_(μv)的标量场、纵场、混合场分量全为零。最后讨论引力波辐射,结论是与Λ=0时无偶极辐射这一结果不同,Λ<0时,混合场的辐射有偶极辐射。     

等离子体背景参数对尖峰辐射的影响

本文在电子回旋脉塞不稳定性理论的基础上,着重讨论了等离子体背景参数ω_(pe)/Ω_e对尖峰辐射性质的影响,内容包括:该参数的物理意义、取值范围,以及在尖峰辐射性质中,对ω_(pe)/Ω_e的变化比较敏感的偏振和谐波结构,等等。     

河外TeV能段γ射线背景下限的估算

Fermi卫星对GeV能段的河外伽马射线背景(Extragalactic Gamma-ray Background, EGB)进行了较为精确的测量, 极大提高了对高能伽马射线背景的认识, 但是在TeV能段, 使用空间探测器进行观测非常困难, 只能依赖地面伽马射线探测器, 如成像大气切伦科夫望远镜. 目前, 对于TeV能段的河外伽马射线背景的认识还不完善. 使用有低活跃状态能谱的61个TeV源(包含2个星暴星系、6个射电星系以及53个耀变体)的累计流量给出河外TeV伽马射线背景的下限. 结果显示, 低能段(0.5--4.5TeV)流量由两个临近的耀变体Mrk 421和Mrk 501主导, 贡献了大约58%的累计背景流量; 而大于4.5TeV的能段, 由3个已观测到10TeV以上能段流量的极端耀变体H 1426+428、1ES 1959+650以及1ES 0229+200主导. 最后分别探究了星暴星系、射电星系以及耀变体对河外TeV伽马射线背景的贡献, 不同耀变体子类对河外TeV伽马射线背景的贡献以及不同红移区间TeV源对河外伽马射线背景的贡献.     

宇宙微波背景辐射极化的近似解析公式

在宇宙早期的退耦过程中，光子与电子发生Thompson散射．光子气体空间分布的各向异性通过Thompson散射而产生宇宙微波背景辐射的极化，并为最近WMAP观测到．从光子气体的Boltzmann方程出发，采用一般的光深函数，分别积分给出原初密度扰动和残余引力波产生的微波背景辐射极化的近似解析解，结果适用于一般的复合过程．密度扰动FS所产生极化的近似解析解为βS≌-CFs(Td)ΔTd，其中Td和△Td分别为退耦时刻和退耦宽度，系数C≌(0．08—0．12)，明显依赖于复合模型．残余引力波扰动FT产生极化的积分稍微复杂，在长波近似下我们对原初扰动按波数进行幂级数展开，保留到两项FT≌FT^(1) FT(2)，分别积分，给出近似解析解βT≌-[CFT^(1)(Td) DFT^(2)(Td)]ΔTd.第一项的极化与密度扰动类似，结论也相同；但第二项的系数D≌(0．22—0．32)，远大于系数C，我们的近似解析解有助于理解背景辐射的温度一极化交叉关联和检测残余引力波对背景辐射各向异性的贡献．     

牵手邀游宇宙

初春的阳光和空气都是一样的清新,就像孩子们的笑脸,不知不觉,我们与孩子们牵手走过100多个日子了。这期间有欢乐,也有悲伤,我们由最初的向导与受导者变为如今的知心朋友,说了那么多关于成长的秘密,我们更学会充满感激的生活。     

来自宇宙的数据洪流

数字巡天和实时望远镜观测正在引发一场前所未有的数据“洪水”。埋藏在这些数据中的可能有宇宙学中最大谜题的答案。