巨洞中没有暗物质

宇宙中形形色色的结构（例如星系、星系团等）究竟从何而来？如今天文学家们已经给出了一个“标准模型”。大爆炸之后的极早期,超密的宇宙物质中不可避免地存在亚微观尺度上的量子涨落,今天的星系和星系团恰恰就是起源于这种涨落。大约在大爆炸开始后10吨秒,这些微小的不均匀团块发生暴胀,获得与今天的矮星系或大星团相当的质量。     

暗能量走开

众所周知：1998年,以珀尔马特（Saul Perlmutter）和施米特（Brian Schmidt）为首的两个小组对几十亿光年之遥的IA型超新星观测的结果发现这些超新星的亮度平均说来比理论预期值要暗20％或30％,从而认为宇宙在加速膨胀。对此,一些天文学家认为这是由于宇宙中存在着产生斥力的暗能量。但暗能量是什么？一种建议认为,暗能量就是爱因斯坦在用广义相对论说明宇宙时,     

探测暗能量的新方法

美国的绿堤望远镜为天文学家探测宇宙的大尺度结构提供了一条新途径,并有望为暗能量的属性提供宝贵的线索。     

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）。     

暗能量构成热斑

天文学家通过探测暗能量对大爆炸余波留下的辐射的影响,发现了与宇宙的加速膨胀有关联的暗能量存在的新证据。 由匹兹堡大学Ryan Scranton领导的天文学家将宇航局Wilkinson微波各向异性探测器(WMAP)绘制的宇宙微波背景图与Sloan数字巡天绘制的星系图加以     

是什么推动宇宙加速膨胀

对若干遥远星系中Ⅰa型超新星的观测,以及威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）提供的信息和星系斯隆数字巡天（SDSS）的结果都表明宇宙确实在加速膨胀。宇宙加速膨胀说明宇宙中存在着一种排斥力,这种力在星系尺度内并不重要,但在星系之间的环境下,它的作用就十分明显,大多数天文学家认为这种排斥力源于宇宙内存在着的暗能量。但暗能量究竟是什么？一种建议认为暗能量就是爱因斯坦在用广义相对论说明宇宙时,为使宇宙模型维持静止状态而引进的以宇宙学常数（cosmological constant）λ为标志的暗能量,λ与普遍存在于真空空间内的反引力有关,其主要特征是能量密度在宇宙长河的所有时期保持不变,是一个恒量;另一种建议是斯坦哈特（P.Steinhardt）等人提出的充斥在空间中的精质（quintessence）,这种形式的暗能量不是恒定不变的,因时间和空间而异,一些理论工作者建议修改引力学说来说明宇宙加速膨胀现象。美国费米实验室的宇宙学家科尔布（Rocky Kolb）则认为星系在空间分布的不均匀是导致宇宙加速膨胀的诱因。     

最早的星系团

最近发现了一个在不到宇宙现在年龄1/3时形成的星系团。天文学家利用欧洲空间局XMM-NewtonX射线天文台的档案资料寻找可能暗示星系团存在的X射线区域,一个星系团里大约1/5的物质是热气体,这种热气体会发射X射线,因此寻找X射线是发现星系团的最好方法。     

发现暗能量

一个国际天文学家小组借助哈勃空间望远镜的观测资料,设计的计算机模型发现了银河系附近才宙存在暗能量的证据。宇宙就像一个暗能量之海,数十亿个星系是漂浮在这个海洋上的岛屿。1929年美国天文学家哈勃证明星系彼此远离,支持大爆炸以来字宙一直在膨胀的理论。1998年,宇宙学家提出一种不寻常的,称为暗能量的力实际上在导致宇     

宇宙信息

宇宙信息还远的星系会并最近，天文学家对一个遥远星系团进行了研究，观测结果支持这样一个观点：宇宙和在其年龄只有现在一半的时候相比很有一些不同。本世纪７０年代和８０年代，天文学家发现了一些高红移的星系团，它们包含的混合垦系不同于银河系附近的星系。本星系团...     

宇宙常数和星系团

在Ｘ射引线观测提高了星系团质量和半径测量精度的新形势下，本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。     

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     

三十米巨眼 窥宇宙

天文学正处在一个黄金时期。在过去的半个世纪里,天文学家借助口径不断扩大、设计愈发精密的新一代望远镜和其他设备,做出了许多重大发现：类星体、黑洞、引力透镜弧、系外行星、伽玛射线暴、宇宙微波背景、暗物质和暗能量部位列其中。近二十年来,随着天文观测卫星和8—10米口径陆基望远镜的投入使用,我们对宇宙的认识又有了一幅新的图景：这是一个由我们还不甚了解的暗物质和神秘的真空能（即“暗能量”,其特征是能置密度不变）所主导的宇宙。随着认识的进步,全新的、也更加基础性的问题摆在了科学家面前。     

暗物质与暗能量新解

“热”光子使暗能量现身 现代天体物理学家认为,在宇宙成分中,暗能量约占73％;暗物质占23％;发光物质占0．4％（恒星和发光气体0．4％;辐射0．005％）：不可见的普通物质占3．7％（星系际气体3．6％;中微子0．1％;超重黑洞0.04％）。宇宙暗能量提供斥力,可解释宇宙加速膨胀（在已知物理中,只有万有引力,没有相应的斥力）;同时也能解释宇宙年龄困难。     

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。     

“钱德拉”发现阿贝尔160中的瞬现余迹

钱德拉X射线天文台拍摄的阿贝尔160的X射线图像英国和美国的一个天文学家小组通过钱德拉X射线天文台发现了星系穿过星系团阿贝尔160时留下的热气体的瞬现余迹。宇宙中大多数星系是在星系团里的,一个星系团所包含的星系少则几个多则几千个。星系团浸在热气体中,由于星系团成员星系的合力气体保持在原位置。单个星系以每秒几千千米的速度穿过气体,并产生类     

星系为什么会有序排列?

在我们所处的宇宙中,物质分布的最惊人特征之一就是其纤维状的结构,由星系组成明亮而细长的丝线编织出了一张巨大的宇宙网。英仙-双鱼超星系团就是一个绝佳的范例。这个巨大的星系链横贯北天,跨度超过50°。它由一系列较小的纤维结构组成,就像地球上的支流汇聚成大河一样。蕴藏在这些纤维结构中的是高密度的星系群和星系团,位于纤维结构之间的则是硕大的巨洞。     

宇宙信息

宇宙信息新测定的哈动常因哈勃常数对河外星系距离尺度和宇宙年龄的确定是关键，最近的哈勃常数的测量结果，使天文学家感到意外，向公认的宇宙学理论提出了挑战。印第安纳大学的皮尔斯和５位加拿大天文学家观测室女座星系团的漩涡星系ＮＧＣ４５７１中的三颗造父变星确定...     

欧洲天文学家用哈勃空间望远镜观测到星系碰撞

一个欧洲天文学家小组获得的新的哈勃空间望远镜图象证明,宇宙中星系碰撞是司空见惯的事。最近对一个遥远星系团的观测揭示了十几个非常远的碰撞星系,这是在一个位置所看到的最多的宇宙碰撞事件。“哈勃”被用于观测已知最遥远的星系团之一,ＭＳ105403,它距离地球80亿光年...     

质量最大的星系团

最近,一个国际天文研究组宣布发现了迄今位置质量最大的星系团,为暗能量的存在找到了一个新证据。这一新发现的星系团被命名为2XMM J083026＋524133,其质量相当于数千个大星系（例如银河系）之和。星系团中弥漫着温度高达1亿度的炽热气体。     

不同天文观测对宇宙学模型的限制

正1998年,科学家们通过对Ia型超新星的观测研究,发现了宇宙在加速膨胀,揭示了暗能量的存在.该发现使得宇宙学成为当今物理学的研究热点.宇宙学是一门高度依赖于观测事实的学科,利用各类天文观测数据来限制不同的宇宙学理论模型是现代宇宙学的一项重要研究工作.本论文的主要研究内容是利用不同的天文观测来限制宇宙学.这些天文观测包括Ia型超新星、超亮的Ic型超新星、伽玛射线暴、强引力透镜、星系团的角直径距离以及星系年龄.本文第1章简要回顾