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。     

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。     

VMOs电离宇宙对3K背景辐射的Zeldovich效应

本文假设星族Ⅲ是由大质量恒星VMOs组成,VMOs的高光度辐射将使背景宇宙重新获得电离。我们讨论了宇宙热电子对宇宙微波背景的康普顿散射效应。结果表明,VMOs时期的电离宇宙将使3K背景辐射产生一个畸变,在低频的瑞利一金斯频率范围,温度偏差为:凸T_0/T_0～10~(-3)—10~(-5),一旦这个量被观测到,将是对VMOs现象进行确证。     

被星族Ⅲ加热的尘埃辐射谱

本文根据星族Ⅲ在有Lyman截止和无Lyman截止情况下,分别讨论了被星族Ⅲ(形成星系前的大质量恒星)加热的尘埃的辐射谱。利用数值积分方法,我们得到了尘埃在这两种情况下的辐射谱曲线。主要结果是:(1)如果星族Ⅲ的辐射谱无Lyman截止,即中性氢含量很少,尘埃的辐射将是很强的。它必将使宇宙微波背景在峰值附近产生0.1—0.3K的畸变,而且一定能在100μm<λ<1000μm波段被观测到。(2)如果星族Ⅲ的辐射谱有Lyman截止,即其内的中性氢的含量很大,这时尘埃的辐射与微波背景相比是极其微弱的,显然它不会使宇宙微波背景产生畸变,而且也不可能被观测到。因为它已被宇宙微波背景所掩没。(3)利用气球或卫星进行200μm<λ<1000μm波段的搜索,以判断上述两种情况何者正确,从而得到宇宙学的一些重要信息。     

宇宙反物质与阿尔法磁谱仪

宇宙反物质与阿尔法磁谱仪○李良刊１９８５年第１０期陆琰同志的文章：发现宇宙微波背景辐射２０周年及１９９０年第９期洪方同志的文章：发现宇宙微波背景辐射的故事。本文不再赘述。但要指出的一点是：因为微波背景辐射充斥在整个宇宙中,一般电视机的天线有时便可以接...     

暗能量:天文学上的一道难题

一 宇宙微波背景辐射与暗能量 2003年7月23日,美国匹兹堡大学瑞安·斯克兰顿博士领导的一个多国科学家小组宣称,发现宇宙暗能量存在的证据。这个小组在研究中,借助了美国"威尔金森微波各向异性探测器"(WMAP)卫星的观测数据,这颗卫星主要用于对宇宙微波背景辐射的微小变化进行观测。宇宙微波背景辐射是"大爆炸"后的产物,其中的光子在宇宙中穿     

字宙的早期温度探明

5月19日一个由印度天文学家领导的研究组宣布成功地测量出早期宇宙的温度,那时宇宙温度为零下264摄氏度,这比如今宇宙微波背景的零下270度略暖和一些。研究小组实际测量的是110亿光年之外一个类星体中一氧化碳的温度,他们测量了一氧化碳的波长,该波长受星系中气体温度的影响,而这些气体温度的加热则来自于宇宙微波背景辐射。     

发现微波背景辐射的曲折历程

发现微波背景辐射的曲折历程○辛酉宇宙微波背景辐射是高度各向同性的温度略高于２７开的黑体辐射,这是一种充满宇宙各处的均匀辐射。微波背景辐射的发现被认为是２０世纪天文家的一项重大成就,它对现代宇宙学所产生的深远影响,仅次于哈勃对河外星系红移的发现。当前...     

宇宙信息

气球观测证明　　宇宙是平直的　　　　最近 ,一只飞越南极的气球所做的观测证明 ,空间就像希腊几何学家曾预言的那样是平直的 ,而不是弯曲的。ＢＯＯＭＥＲＡＮＧ (河外毫米辐射和地球物理气球观测 )的计划是1 998年底实施的。在 1 998年 1 2月到 1 999年 1月的 1 0天里 ,气球一直在南极上空飘浮。气球上载有一架 1 2米射电望远镜 ,用以测量来自空间的宇宙微波背景辐射。宇宙学家认为宇宙是 1 2 0～ 1 50亿年前大爆炸产生的 ,微波背景辐射是大爆炸的余烬。1 992年一个称为ＣＯＢＥ(宇宙微波背景探测器 )的地球轨道卫星测出了微波背景辐射…     

为什么我们需要暗物质?

暗物质既是宇宙必需的组成部分,更是一个依然扑朔迷离的难题。根据对宇宙大爆炸余辉——微波背景辐射——的研究,你、我、每一件日常用品、行星、恒星、星云和星系等,我们周围可见的所有物质仅占据宇宙质量能量的4.9%。与之形成对比的是,暗物质占据了宇宙的26.8%,是普通物质的5倍多,但它们的本质至今不明。     

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.     

尘埃的宇宙学效应

基于新发现的2—5μm的红外背景和星系前星,我们讨论了各种模型的尘埃对3K宇宙微波背景谱所产生的影响。结果表明,如果中性氢的含量很少,即星系前恒星的辐射谱无Lyman截止,尘埃的再辐射将使3K背景辐射在其峰值频率附近产生0.1K—0.2K的畸变,而与模型无关。反之,如果中性氢的含量很高,则尘埃的再辐射将不可能使3K宇宙微波背景谱产生畸变。     

天文——探索神秘宇宙的奇妙学科

一百年莉 一百年以前,我们对天文学的认识完全不能和今天相比。当时人们并不知道宇宙大爆炸、宇宙膨胀,也不知道宇宙的年龄、宇宙的尺度。正如宇宙微波背景辐射那样,当时人们对于宇宙膨胀和暗能量这些概念是完全想象不到的。我们对银河系外的星系知之甚少,对星系团和暗物质则完全不了解。而对于活动星系核、黑洞和喷流（图1）,我们也是一无所知。我们甚至都还没观测到中性氢或巨分子云（图2）。     

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.     

对宇宙微波背景辐射的深入探索

宇宙微波背景辐射在１９６５年被发现后,科学家们对来自天空四面八方的这种辐射继续做深入的探索。该辐射最重要的特征之一是具有很好的黑体辐射谱,从００５４厘米直到数十厘米波段内的测量表明,背景辐射是温度近于２７开的黑体辐射,习惯称为３开背景辐射。黑体谱...     

宇宙大尺度结构和原初扰动非高斯性研研究进展

宇宙微波背景辐射(CMB)探测和大尺度结构(LSS)巡天是两种研究宇宙演化的重要手段。近年来高精度的宇宙微波背景辐射实验和大尺度结构巡天可以对今天的宇宙学模型给出精确测量,比如宇宙曲率、暴胀模型参数和原初非高斯性等。宇宙大尺度结构的原初非高斯性揭示了在甚早期宇宙中引发大尺度结构的原初扰动的物理诱发机制,有效地对不同暴胀模型进行区分,是研究甚早期宇宙的有效工具和手段。但是最近的研究结果表明,很多大尺度结构巡天的数据被系统误差严重污染,如大气视宁度、天光背景等,这些误差导致由大尺度结构巡天数据给出的原初非高斯的研究结果与实际情况相差甚远。大尺度结构巡天数据的系统误差消除和它对限制宇宙原初非高斯性的改善,对更好地了解甚早期宇宙具有重要意义。     

发现宇宙早期有微波背景辐射

天文学家第一次证明,完全像大爆炸理论所预言的,过去存在宇宙微波背景辐射(CMBR),并有较高的温度。据认为CMBR是在宇宙诞生后大约300000年时产生的,当时的温度是3000℃。自那时以来,宇宙已膨胀了1000倍。由于辐射的波长延伸,如今它的温度已降到了-270℃。     

微波背景辐射与宇宙大尺度结构的形成

本文综述了近年来国际上对微波背景辐射的各向异性和谱畸变问题的主要研究成果。这一研究可以提供早期宇宙演化的重要信息,对研究初始密度扰动谱、宇宙暗物质、星系及宇宙大尺度结构的形成以及复合之后的再热过程都具有重要意义。     

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．     

亚毫米波段的红外背景

Matsumoto等人所探测的一种新的亚毫米波段宇宙微波背景辐射表明在300μm和1000μm之间有过量的辐射,这个大的过量辐射相应于其黑体背景的10％。本文利用由星际的硅酸盐粒子和石墨粒子构成的宇宙尘埃模型得到了Matsumoto所观测到的这一亚毫米波段过量辐射。我们的结论是:(1)星系前的VMO_s推测是正确的;(2)VMO_s的产生年代可能是z=80附近;(3)中性氢含量很少;(4)在宇宙中,尘埃的主要成份是硅酸盐粒子,碳微粒是第二组成部分。