超星系团的宇宙乐章

天文学家正在努力了解宇宙的大尺度结构——它们是如何形成以及是如何影响宇宙膨胀的？ 在最大的尺度上,我们的宇宙看上去就犹如午后无风的湖面,平静、波澜不惊。但是在数亿光年或者更小的尺度上,宇宙则呈现出了物质和巨洞之间的随机、混杂分布。这是一个物质聚集成团的宇宙。     

暗物质——我们究竟知道些什么？

神秘而不可见的物质维系着宇宙,使我们生存的世界免于分崩离析,但它们到底是什么？ 宇宙并不遵循“所见即所得”的原则。事实上,我们所看到的物质——恒星、气体和尘埃——仅仅占据了宇宙物质质量的10％左右。这些可见的普通物质由质子、中子和电子组成。科学家们把它们称为“重子物质”,因为质子和中子在亚原子粒子中被称为“重子”。宇宙物质的其余90％则是“暗物质”,它们包围着宇宙中的每一个星系。     

现代宇宙学的诞生

1,用广义相对论对宇宙所作的考查 爱因斯坦的相对论拓展了人类认识宇宙的视野,开始用物质的时空观来重新审视整个宇宙。物质的存在引起了时空的弯曲,也就是物质的分布决定？时空结构的非欧几甲德几何特性,而这种时空的弯曲等效于引力．所以对广义相对论引力场方程的求解,爱因斯坦建立了二十世纪第一个现代宇宙模型。     

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。     

宇宙在大尺度上是均匀的吗?

宇宙中的物质在大尺度上是均匀分布的,还是保持着分形分布的特点,成为近年来观测宇宙学中争论的一个热点。Ｐｉｅｔｒｏｎｅｒｏ等人认为直到目前观测到的最大尺度（≈１０００ｈ＾－１Ｍｐｃ）星系的分布仍保持Ｄ≈２的分形结构,而大多数坚持标准模型的宇宙学家都认为宇宙在大尺度上是均匀分布的。宇宙物质在大尺度上是否均匀分布,将由下一代的红移巡天的结果来判断。     

宇宙能被挤压到多小？

宇宙能被挤压到多小？之所以提出这个问题是因为宇宙在膨胀并假设所有天体来源于同一地点，一次原始火球的大爆炸。如果认为宇宙中的一切物质都是由夸克和电子组成的，根据观测到的各层次天体的分布情形，我们就可以用考虑数量级的方法求出这一问题的答案。已观测到的宇宙...     

暴胀宇宙学说简介

暴胀宇宙学说简介许梅宇宙创生的热大爆炸学说（标准宇宙模型）已被大多数宇宙学家所接受，并得到观测的支持，证据有：宇宙膨胀或“哈勃红移”，３Ｋ宇宙微波背景辐射以及氘和氦的丰度。但此学说也有其难以解决的问题，如（１）“奇点”疑难，即原始火球温度无限高、物质...     

(氵弥)漫气体星云

宇宙里有许多物质处于气体状态,其形状千变万化,各不相同。恒星和太阳就是气体球。甚至在它们的中心部分,那里的压力虽然达数百万个大气压力,但是由于原子差不多完全剥裂开的结果,物质的性状仍旧和气体一样。气体物质也出现成星云的形状或者出现成更为广泛的样式——气体云。最后,由气体和尘埃所构成的非常稀薄的弥漫物质充塞着我们这个银河系和别的河外星系中的极大部分。     

超大质量黑洞：星系的缔造者？

很久很久以前,一团巨大的低温气体漂浮在空荡的宇宙之中,而其中有一片黑色的区域甚至比宇宙背景还要深邃。突然之间,一条纤细的物质喷流以超高速喷涌了出来。它直冲云端,压缩其中的物质,触发了恒星形成风暴。曾经沉睡的气体云现在则成为了一个星系。     

宇宙信息

宇宙信息氢云不是孤立的云氢云实际上是星系周围巨大的气态晕，而不是星系际空间孤立的云。这一发现使星系的可见边缘延伸了２０多倍。要是这样的话，氢云成了占宇宙物质９０％以上的暗物质的有效储库。纽约国立大学的兰泽塔领导的一个小组调查了１９９１年哈勃空间望远镜...     

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。     

一部了解人类科学思想史的好书——《宇宙简史》

《宇宙简史》主编文池 执行主编 陈君线装书局2003年1月出版 32开484页 定价29.8元 邮购价34元 自古以来,人类一直在探索宇宙的奥秘。在科学家的心目中,宇宙是茫茫太空中存在的各种天体以及弥漫物质的总称,宇宙是物质的,是不依赖于人的意识而客观存在,并且处在不断地运动和演化中。现代人利用先进的天文望远镜使得宇宙的可观测范围日益扩大,     

宇宙常数和星系团

在Ｘ射线观测提高了星系团质量和半径测量精度的新形势下，本文讨论了宇宙常数不等于零的平坦宇宙冷暗物质结构形成模型，利用球对称扰动区在宇宙常数不为零时的动力学方程的解，估计了星系团形成红移与宇宙常数是否为零的关系，计算了星系团质量函数随红移的演化．计算表明，红移为零时星系团的数密度基本上由谱参数Γ决定．若假定星系团质量只有２０％的不确定性，可限定Γ的适用范围约为０．１５－０．３２．高红移星系团的数密度观测不仅有可能对宇宙常数是否为零作出鉴别，而且当精度够高时还能对宇宙物质密度的大小作出限制     

大爆炸宇宙学模型的基本参数：宇宙年龄t0的哈勃常数H0

大爆炸宇宙学模型有６个基本参数－宇宙年龄ｔ０，哈勃常数Ｈ０，宇宙物质密度参数Ω０，减速因子ｑｏ，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≡ａ３ｈ＾２，０，ΩＲ≡－ｋ／Ｈ＾。简要介绍了国际上对０和Ｈ０的最近研究进展。     

暗物质：宇宙的秘密

在我们的宇宙中,恒星和行星是随处可见的,除此之外还有大量自由漂浮着的气体云,也涂画在时空巨大的幕布上——我们所能看到的这一切,天文学家称它们为“可见物质”。但你是否知道,这些可见的物质,其实只占了宇宙中全部物质的很少一部分（17％）呢？宇宙中另外那约83％的物质都是我们看不见的,没有人知道它们究竟是些什么。在过去的80多年里,天文学家一直试图对宇宙中这些被称为“暗物质”的成分进行直接的观测,但到目前为止还没有一次获得过成功。     

“大爆炸论”遇到挑战

“大爆炸论”遇到挑战陈壮叔编译ＣＯＢＥ的探测结果，通常解释宇宙起源的主要内容受到否定。该是换一下理论的时候了。“大爆炸宇宙论”说，约在１５０—２００亿年前，在一次大爆炸中诞生了宇宙；物质的基本结构，也在最初的瞬间被决定了。这一猜想具有严重的缺陷，“宇...     

不可视物质的成分及结构

本文评述了宇宙中的不可视物质问题。第一节中我们讨论存在不可视物质的证据,例如,各种天体系统的质光比,不同方法所得到的减速参数q_0等。不可视物质的可能的成分在第二节中加以列举和分析,其中提及有静质量的中微子、有静质量的光微子,原初黑洞及磁单极子等。在第三节中我们指明,可视物质和不可视物质的密度分布是十分不同的。可视物质在星系、星系团及超团尺度上都有明显的成团,而不可视物质的分布是较均匀的。最后一节我们研究了形成这种分布上的差异的可能性。对于两成分宇宙,如果密度扰动的增长时标及衰减时标满足适当的关系,则该扰动能在一种成分中触发增长扰动,而在另一成分中却是衰减的。在中微子为主的宇宙中,上述机制能用来解释为什么不可视物质的分布如此之均匀。     

宇宙大尺度结构数值模拟的研究进展

宇宙的结构是由初始密度扰动发展而成的。在引力和宇宙膨胀的作用下,初始密度扰动不断增长,经过线性和非线性阶段,逐渐演化为现今的宇宙结构。在一个给定的宇宙学模型下,可以用一系列动力学方程来描述宇宙中暗物质和重子物质的运动及演化历史。在过去的几十年间,随着算法的完善和计算机技术的发展,从最初几十个粒子的纯引力模拟到1010个粒子在秒差距量级的多体加流体动力学模拟,大量不同的数值模拟技术被用来研究宇宙结构的形成和演化。在这个过程中,数值模拟的分辨率和精度不断提高,模型中对重子物质物理过程的描述也越来越完善。这些模拟技术与观测结果相结合,使人们对宇宙的大尺度结构以及星系团的形成和演化有了更深刻的理解,也在一定程度上影响了观测的发展方向和设备研发。不同数值模拟结果在纯引力研究方面得到了较好的统一,但不同的星系模型使得流体模拟的结果存在较大的差异。     

红移.距离.年龄

红移·距离·年龄“按照宇宙膨胀学说,ｚ＝４．７３的类星体ＰＣ１１５８＋４６３５大约是在宇宙半径为现在的１／６,宇宙年龄仅为现在的７％时诞生的。”这一例证说明,随着新技术的应用,现代望远镜已观测到了遥远深空的星系或类星体;从时间上说,因为光的传播速度是...     

捕捉宇宙线的中国身影

夜空中除了繁星,还隐藏着一个巨大的秘密。无数神秘的粒子正以接近光的速度在广袠的宇宙中飞驰,无时不在,无处不在。这些神秘的粒子就是宇宙线。自发现它们之曰起,科学家对宇宙线的研究一直推动着天体物理和空间物理的发展,丰富着人类对宇宙中天体演化现象的了解和认识。宇宙线给人们带来了太阳系以外的物质样本,携带着其产生地"源"天体及其经过的空间环境,乃至天体演化及宇宙早期的奧秘,是人类探索宇宙的重要途径。