核幔耦合引起的黄赤交角长期变化

本文假定地球由刚体地幔和刚体地核组成,并设粘性耦合在平行与垂直于地球自转轴的方向具有不同的粘性系数,据此导出了运动方程,给出了方程的解。通过对解的讨论说明,当假定地核的转动略快于地幔时,可以解释黄赤交角的长期变率差,并且不致引起地球自转减速率过大的矛盾。     

非局部对流理论及其在太阳模型中的应用(英文)

在Li&Yang (2 0 0 1 )所给出的局部对流理论的基础上 ,我们进一步采用梯度型方案给出了非局部对流理论 ,并将它用于太阳模型中。这一理论考虑了恒星对流区内的非局部效应 ,它得到了一个与原来用混合长理论或局部理论给出的结果有所区别的对流区 ,扩散效应很明显。但是 ,目前我们的理论还不能处理时间相关的对流以及对流超射等问题。这些问题将在后续工作中加以考虑。当把这一理论应用于太阳模型中时 ,我们发现它对标准太阳模型的改正非常微小。我们讨论了这一现象 ,并对其加以解释     

星系形成环境与宇宙中的空洞

本讨论了寝扰动谱中大尺度负密度扰动对星系尺度扰动峰值的局域密度的影响，以及空洞演化中边界壳层非线性发展的作用，结果表明它们并不能解释空洞的形成，但考虑星系相互作用在可见星系形成中的关键作用，把星系群与星系的存在作为形成的必要条件时，可以用负密度扰动对星系团和星系群的局域密度的调制，解释３０－６０Ｍｐｃ的空洞形成，对于更大尺度空洞的形成，则必须考虑对标准冷暗物质模型谱作出修正。     

惯性耦合对黄赤交角长期变化率的影响(摘要)

过去二百多年的观测表明,黄赤交角在以47.″13±0.″03/世纪的速率在减少。但由摄动理论求得黄赤交角变化率为-46.″84/世纪。观测值与理论值之间有-0″.30的差异。青木信仰(Aokj 1967)认为,△ε可能是由于地幔与地核之间耗散性耦合效应所引起的。他采用了最简单的地球模型,设球形地核外面包有一个地幔球壳,他们之间仅存在粘性耦合。Aoki取△ε=-0.″32/世纪,求得粘滞性耦合系数λ=6.8×10~(27)焦耳·秒。这比其他人的估计值大一个数量级。由此求得地球自转速度减速率为6.7×10~(-7)/世纪,比观测到的地球自转减速率10~(-3)/世纪大得多。因此Aokj的理论还难以得到人们的承认。     

宇宙中的引力透镜现象

本文评述了近十年来所发现的引力透镜事例及其理论解释,讨论了利用引力透镜现象研究宇宙大尺度结构,星系结构、类星体性质、暗物质性质及宇宙弦特性等一系列问题,展示了引力透镜效应这一活跃研究领域之全貌。     

利用数值模拟方法对类星体—星系团引力透镜成因的再考察

利用星系团形成的数值模拟技术所得到的星系团以及大尺度结构,本研究了星系团的其周围环境物质的引力透镜效应对背景类星体计数的影响,以期解释最近观测到的类星体－星系团成协现象,然而,得到的结果却是：用星系团及所遵循的大尺度结构的引力透镜效应,不能解释所观测的类星体数密度,这与解析方法所得结论一致,分析表明,目前所观测到的类星体与星第团成协,如果不是统计涨落,则无法用引力透镜效应来解释。     

中等质量星演化中的蓝拐和CNO双循环

天体物理学家第一次成功地计算中等质量恒星演化到中心氦燃烧阶段，就发现蓝拐现象，它是赫罗图上形成黄巨星分支的重要理论条件。但由于蓝拐对很多输入物理，如对流的混合长理论，对流超射，初始元素丰度等都十分敏感稍稍不同就会抑制或触发蓝拐，因此蓝拐的激发机制一直没有满意的理论。本文回顾了蓝拐的研究历史，并对中等质量恒星在演化过程中的蓝拐的激发机制问题进行理论分析，给出一个蓝拐整个过程的物理图象。本文探寻了氢燃烧核反应的CNO循环过程对蓝拐的影响，用两种不同的方法处理CNO循环，在第一种模型中保持^14N丰度不变；而在第二种模型中计算了^16O向^14N的转化过程。结果模型一中出现了蓝拐而模型二中没有蓝拐。在对两种模型的比较中，我们进一步研究蓝拐的触发机制。我们注意到蓝拐的一个重要特性，恒星内部的核反应产能增加决定了蓝拐光度的上升；同时对于一个内部产能恒定的恒星，恒星外壳的膨胀和收缩将决定恒星表面的有效温度。根据这点，对恒星内部和外壳的各种物理量进行了研究，并着重注意了恒星外壳对内部产能变化的反应。我们发现RGB阶段产生的氢丰度不连续区的跳变是恒星光度上升的一个关键因素，当氢壳层的外边缘接触到氢跳变的时候，突然增加的氢丰度使氢燃烧壳层变宽，产能也增大。氢壳层产能的增加伴随着氢壳层温度的增加，过多的热量需要传输，使氢壳层膨胀，这样密度降低就可以控制氢壳层燃烧稳定增加。我们发现恒星外壳遵循位力定理，位力定理结合光度公式，决定了中心氦燃烧期间光度上升时只有两种选择，外壳膨胀有效温度变小，或者外壳收缩有效温度上升。恒星外壳对内部产能增加的响应，选择哪种方法，取决于外壳的对流程度。对流居优的外壳，氢壳层过多的热量导致外对流继续发展，有效温度下降，恒星沿RGB向上移动；辐射居优的外壳将升温提高自己的热传导能力，并发现恒星是否发生蓝拐取决于一个关键的值ηcrit，RGB底部η值小于ηcrit的模型将有蓝拐，ηcrit值在0.3-0.5之间，并与恒星的总质量有一定的关系。依靠本文得出的蓝拐机制，我们对一些影响蓝拐的物理因素做了解释。主序期间的中心对流以超射导致氢跳变也将离中心远，氢燃烧壳层将难以到达氢跳变，蓝拐向蓝延伸的距离也就短了。外对流超射使氢跳变的位置更靠近中心，氢壳层可以在较早的时间到达氢跳变，蓝拐产生的可能性增大。质量损失将把恒星表面的物质抛弃，使恒星的氢轮廓处于温度更低的位置，氢壳层向氢跳变移动的速度减慢，从而压制蓝拐。OPAL不透明度较大的区域产生额外的对流区，η较大，实现蓝拐过程比LAOL的更难。本文第一章概述中等质量星的演化，蓝拐和各种输入物理关系，包括了不透明度，对流超射等对蓝拐的影响，介绍已有的蓝拐激发机制，蓝拐的重要性。第二章对CNO双循环核反应对中等质量星的产能贡献和CNO循环的处理方法进行介绍，并对计算结果进行初步分析。第三章通过对两个典型恒星演化模型的比较描述了蓝拐的物理机制。第四章总结了整个工作。     

宇宙大尺度结构对星系形成和空间排列的影响

星系的空间排列以及指向并非随机的.星系的主轴和角动量与物质的大尺度分布存在一定的指向相关.这一方向的研究将可以促进我们对结构形成机制的认识,并提供一个独立的视角去检验星系形成过程中的环境效应.本文就相关问题做了详细的探讨.     

黏附引力成团引起大足度结构的稳定性

多流体质中引力和弥散力间的相互作用产生一种效应,研究结果表明此效庆乃是大尺度结构稳定性的真正驱动力,“黏附引力成团”构想的提出,是为了提将大尺度结构形成的已经被很好地理解了的时期同维是城化的起始联结起来,该维里化的产物是和作为其存在之环境的大尺度结构处于动力学平衡之中的,经典的黏附模型”同一组根据动力学理论中黏附物理起源而提出的更加一般的模型是不相容的。     

恒星内部的贯穿对流(英文)

贯穿对流是恒星演化理论长期未获很好解决的理论问题。尽管它已有近五十年的研究历史 ,但至今人们对贯穿对流仍存在很多的错误的理解。究其原因是因为人们对贯穿对流的理解依然停留在唯象的混合长理论图象上。根据一种非局部对流理论 ,我们揭示了贯穿对流区的结构。在太阳下部的贯穿对流区 ,温度梯度是亚绝热的 ,但是是超辐射的。本文还对恒星对流理论给出了一个简短的评述。     

喑能量的理论模型

自1998年超新星观测发现宇宙加速膨胀以来,暗能量问题已经成为当前天体物理和宇宙学研究中最重要的问题之一。此后关于宇宙微波背景辐射和大尺度结构的测量也进一步支持了1998年的发现。该文首先概述了宇宙学的起源,然后详细介绍了目前解释宇宙加速膨胀机制的三类模型,包括各模型提出的动机、存在的优缺点,以及当前的主要进展等。最后对暗能量模型作了总结和展望。     

关于太阳底部贯穿对流区的延伸程度

众所周知 ,贯穿对流对恒星演化有至关重要的影响 .然而至今对此问题尚无完善的理论处理方法 .尽管该问题已经取得了很大的进展[1-4 ] ,但在恒星演化计算中处理贯穿对流最广泛的仍是某种唯象的混合长理论[5,6] .日震学提供了一个探测太阳内部结构的强有力手段 ,它对恒星对流理论给出了一个严格的限制 .　　在过去几年中 ,利用日震方法探测太阳对流区之下贯穿对流区的结构引起了人们的特别关注 .所有的理论研究都是根据这样一种简单的唯象贯穿对流模型[5-9] :在稍许高于绝热温度梯度的对流区的下方 ,紧贴着的是一个稍许低于绝热温度梯度的贯穿…     

分形和混沌理论在天体物理中的应用

本文对当前应用日益广泛的非线性科学的两个重要分支－分形和混沌动力系统理论－作概述性的介绍，并简介弛这两种非线性方法在天体物理应用的重要结果，特别强调一些于体物理中典型的分形和混沌现象，诸如星系大尺度结构和星系动力学。     

大尺度质量扰动和速度场的计算

本文在宇宙弦模型中,计算了各种暗物质主导宇宙的大尺度均方质量扰动和速度场。我们的计算结果表明,如果冷暗物质和重子主导字苗在8Mpch~(-1)处引力成团达到非线性或者中微子主导宇宙在z～3时出现Pancake碎裂,则相应的宇宙弦线密度μ均应满足关系式:Gμ>10~(-5),而这样的弦密度将导致宇宙微波背景较大的各向异性并违反大爆炸核合成理论。对大尺度速度场的计算,我们得到了它随距离增大比通常宇宙模型下降得更慢的结果,但它仍不足以解释Collins等最近报告的在50h~(-1)Mpc处v_p=970±300km·s~(-1)的固有速度。因此我们的计算表明,由单一的弦扰动形成观测到的大尺度结构是困难的。双扰动模型有可能是解决困难的一种途径。     

星系形成环境与宇宙中的空洞

本文讨论了初始扰动谱中大尺度负密度扰动对星系尺度扰动峰值的局域密度的影响，以及空洞演化中边界壳层非线性发展的作用。结果表明它们并不能解释空洞的形成。但考虑星系相互作用在可见星系形成中的关键作用，把星系群与星系团的存在作为形成的必要条件时，可以用负密度扰动对星系团和星系群的局域密度的调制，解释３０─６０Ｍｐｃ的空洞形成。对于更大尺度空洞的形成，则必须考虑对标准冷暗物质模型谱作出修正。     

暗能量的理论模型

自1998年超新星观测发现宇宙加速膨胀以来,暗能量问题已经成为当前天体物理和宇宙学研究中最重要的问题之一.此后关于宇宙微波背景辐射和大尺度结构的测量也进一步支持了1998年的发现.该文首先概述了宇宙学的起源,然后详细介绍了目前解释宇宙加速膨胀机制的三类模型,包括各模型提出的动机、存在的优缺点,以及当前的主要进展等.最后对暗能量模型作了总结和展望.     

空洞、纤维状大尺度结构形成的一个模型

本文用N-体数值模拟对标准宇宙的大尺度结构进行了研究,给出了一个能形成空洞、纤维状结构的模型。该模型意味着,密度扰动存在超团的特征尺度,并且,在较小的尺度上,扰动也没有全被抹平。     

太阳活动与地球自转研究的若干进展

一、引言在地球自转中存在着时间上和周期上不同尺度的起伏,通常称为不规则变化。为了解释这种变化,人们提出了从地球大气、海洋的变化和地下水重新分布到地核与地幔的偶合等原因。但是乃然不能很好地解释这种变化。这表明存在地球之外的影响。太阳活动的影响是非常引人注意的。我们知道日地空间环境受着来自太阳能量的控制。这些能量以两种形式到达     

转动恒星结构与演化研究

恒星的自转，是恒星结构和演化理论的难点。近年来有许多观测事实，特别是早型大质量星的观测事实，预示恒星的自转效应可能引起恒星内部的物质向外转移，造成恒星表面一些元素丰度超丰，并且对恒星结构和演化产生重要影响，因此，恒星的自转问题受到了越来越多的关注。考虑自转效应后，恒星结构和演经模型将是二维模型，本文综述了诸多作者如何将二维的恒星结构和演化模型简化为一维模型。作者在研究了以上作者的简化方法后，提出了一种比较简单的新方法。这种方法基于如下假设：假设在等势面上的温度，密度，压强，光度，化学组成和角速度等物理和化学量近似于均匀分布，并且这些量与等价球面上的量相同。（等价球面是假想的球面，它包围的体积与等势面包围的体积相等。）我们在等价球面上推出新的转动恒星结构和演化方程，构造出新的演化模型。这个模型与不考虑转动效应的演化模型相比，有以下变化：流体静力学平衡方程变化；辐射温度梯度变化，并引起对流判据变化；星风物质损失和角动量损失增大。作为转动恒星结构和演化模型的应用，我们研究了中，小质量星中心氦燃烧阶段在赫罗图中的演化轨迹发生来回摆动（又称为蓝回绕）的物理机制问题。有诸多作者曾经研究了可以影响蓝回绕的各种因素。但是不知道这些因素之间的内在联系，更无法判断这些因素中哪些因素是主要的。我们根据前人已经知道的对流超射效应与自转效应对蓝回绕的影响正好相反的事实，想到对比对流超射效应和自转效应对于同一颗星和同一化学组成所造成的内部结构的不同，以发现有哪些物理因素对于产生蓝回绕起主要作用以及各种物理因素之间的关系。初步分析的结果认为：蓝回绕的形状和中心氦燃烧阶段的总产能率的变化相关联。当总产能率主要由壳层氢产能率的变化所提供时，蓝回绕主要与氢丰度变化区（μ－梯度区）的氢丰度分布轮廓（X－profile)，μ－梯度区的温度，以及对外流区的深入程度密切相关。当总产能率由氢燃烧壳层和氦核的产能率变化所提供时，蓝回绕不仅与μ－梯度区的特性腾，还与氦核的大小和温度密切相关。另外，本文也分析了转动恒星中的物理机制，确定了今后的研究方向。     

利用数值模拟方法对类星体-星系团引力透镜成因的再考察

利用星系团形成的数值模拟技术所得到的星系团以及大尺度结构,本文研究了星系团和其周围环境物质的引力透镜效应对背景类星体计数的影响,以期解释最近观测到的类星体星系团成协现象．然而,得到的结果却是：用星系团及所遵循的大尺度结构的引力透镜效应,不能解释所观测到的类星体数密度．这与解析方法所得结论一致．分析表明：目前所观测到的类星体与星系团成协,如果不是统计涨落,则无法用引力透镜效应来解释。