“哈勃”功越十八载

导言 在运筹帷幄了几十年之后,哈勃空间望远镜作为美国宇航局大型天文台中的第一个终于在1990年发射上天,开始决胜千里之外。在修复了主镜存在的结构问题之后,哈勃空间望远镜彻底地改变了天文学的许多领域,并且为大众奉献了一幅又一幅摄人心魄的宇宙画面。一个正在计划中的维修任务将使得“哈勃”继续在天文学中领跑,     

哈勃常数─—一个难有确定值的重要参量

哈勃常数─—一个难有确定值的重要参量宇宙的大小尺度和宇宙年龄以及宇宙的膨胀速率都与哈勃常数Ｈ。密切相关。１９７４年以来，对于Ｈ。一直存在着５０与１００之争·。２０年来，许多天文小组通过地面望远镜、利用不同的“标准烛光”测定河外星系的距离并从而推算出Ｈ...     

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

宇宙的年龄：120亿～150亿年自从1929年美国天文学家哈勃发现星系越远,离地球而去的速度越大之后,速度一距离比,也称哈勃常数的确定一直争执不下,用不同的距离计算可得到不同的结果。由27位科学家组成的一个国际小组通过哈勃空间望远镜,用8年时间测出了到far－flung星系的距离。该小组在5月25日宇航局华盛顿总部的新闻发布会上宣布哈勃常数的值为70±7。由这一哈勃常数值估计的宇宙年龄是120亿～150亿年。据此可以推断宇宙中含有多少物质,膨胀速度是否加快。然而卡内基天文台桑德奇等人用不同方法和资料得到的哈勃常数是58士2。许多天…     

“微软杯”宇宙漫游制作大赛，让你的暑假更有意义

WorldWide Telescope——万维天文望远镜,简称WWT,一款能把你的计算机武装成一架强大的虚拟望远镜的开创性软件。包括哈勃空间望远镜在内的世界上最好的望远镜观测的图片被融合成一个数字宇宙。参见本刊2008年第7期文章《天文学的GS—WWT时代》。     

小型星系中暗物质的特殊分布

暗物质是一种神秘的未知物质,占如今宇宙中所有物质的80%。如果引力是唯一驱动暗物质的力量,那么它应该会不停地向内聚集,直到在星系中心形成极端致密的区域。然而天文学家发现宇宙中的暗物质分布并不像计算机模拟的那样会成团聚集,尤其是在矮椭球星系中。由日本、德国、澳大利亚天文学家组成的研究小组提出暗物质处于某种能量状态时,会像分散的台球那样分布。这可能帮助科学家解释为何不同大小的星系形态不同。     

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     

宇宙真的在膨胀吗

宇宙真的在膨胀吗许梅宇宙是否真的在膨胀是现代宇宙学一个悬而未决的问题。为使读者对不同的论点有较清晰的概念，本文引用了两张哈勃图（ＨｕｂｂｌｅＤｉａｇｒａｍ）和一些简单的计算公式。宇宙膨胀的证据遥远星系发出的光，其光谱中的谱线与地面上同种元素发射的话线...     

宇宙信息

宇宙信息星系研究的新进展今天天文学家利用空间望远镜已经较为深入地考察了年龄在１００～１５０亿年的宇宙。虽然宇宙微波背景图提供了宇宙幼年时期的一幅模糊图象，然而天文学家对星系是在什么时候和怎样形成的仍感困惑。星系演化难题中的一个关键部分已经通过《哈勃深...     

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。     

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...     

世界从来不是一觉醒来就变了

今天我们对宇宙的认识已经和古人的认识存在着巨大差异了。现代学者将16世纪到17世纪欧洲发生的一系列对自然界认识的变化称为科学革命。当时在天文学、地理学、生物学等不同领域中纷纷涌现出了与传统知识迥异的新发现,这些新的认知奠定了现代科学的基础。在这场科学革命中,宇宙的概念从古希腊时期建构的封闭天球世界走向了一个没有水晶天球,没有神推动的无限宇宙。     

宇宙可能起源于“大反弹”

目前广为宣传的大爆炸宇宙理论似乎遭受有史以来最大的挑战,新的研究成果显示我们的宇宙可能是从“大反弹”开始的,即在我们这个宇宙之前,已经有一个宇宙“前世”存在。     

500米口径球面射电望远镜——FAST

近年,中国天文学提出建议,在贵州喀斯特洼地中建造500米口径球面射电望远镜,其英文缩写为FAST—Five -hundred -meter Aperture SphericalTelescope。为什么要造大型射电望远镜呢?因为,人类渴望在电波环境彻底破坏之前,真正看一眼初始的宇宙,弄清宇宙结构是如何形成与演化至今的,只有大射电望远镜才能帮助人类实现这一梦想。     

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。     

对爱因斯坦-德西特模型的验证

从原理上说,要检验宇宙是开放的(永远膨胀下去)还是封闭的(将重行坍缩)是能够做到的,因为这两种宇宙模型有不同的几何学。大家知道,要检验一个曲面是开放的还是封闭的,我们可以在该面上画一个三角形,测量其三顶角之和,若此和小于或等于180°,则曲面是开放的(双曲面或平面),大于180°,则曲面是封闭的(球面)。同样,我们可以从对小块天空中不同红移量星系(即不同距离的星系)的计数来推得宇宙的几何学。这种星系计数的方法可以用测量以银河系为顶点伸向深空的锥体的体积来实现。当天文学家注视着红移量越来越大的星系时,锥体体积增加的方式将反映空间的几何形状,并从     

《国家重点基础研究发展规划》项目:“21世纪天体物理重大问题:星系形成和演化”项目介绍

20世纪人类在探索宇宙奥秘的道路上取得了辉煌的成就 .其主要标志是恒星的内部结构与演化理论和宇宙大爆炸标准模型的建立。这一理论框架为宇宙中一切物质 ,包括基本粒子 ,原子 ,分子 ,行星 ,恒星 ,生命的产生和发展提供统一的科学图象 ,受到越来越丰富的观测的支持。然而在大爆炸宇宙模型和恒星演化理论之间存在一个人们了解甚少的领域 :就是由大量恒星组成而又作为宇宙基本单元的星系是如何形成和演化的 ?回答这一重要问题无疑是对 2 1世纪天文学的重大挑战。世界发达国家正在投巨资建造新一代巨型天文设备 ,如各个波段的地面的和空间的望远镜 ,把人类探测能力延伸到宇宙演化的早期。中国也己确定星系形成与演化作为我国天文学科发展的国家目标之一 ,在国家重大科学工程中安排大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜———LAMOST以增加我国在这一重大领域的竞争力。“星系形成和演化”项目的目标 ,就是要在LAMOST建成之前 ,充分利用国内中小设备和国外大型设备资料 ,开展大样本统计 ,数值模拟和理论研究 ,提高我国在这一领域的开拓创新的能力 ,形成在国际上有竞争力的队伍 ,在若干优选的课题方向上先期做出有高显示度的成果 ,以期在LAMOST建成之后 ,我国在宇宙大尺度结构 ,星系形成与演化方面跻身国际先     

大尺度宇宙的星系之舞

宇宙上演的是一场气势恢宏的星系舞蹈,每一个成员都参演其中。可观测宇宙是一个浩瀚的时空剧场,在这个剧场里的演员是数以千亿计的星系。星系并不喜欢孤零零地独处,它们往往呼朋引伴,群居共舞,跳起了一曲曲优美的宇宙华尔兹。     

哈勃空间望远镜证实宇宙中存在着两种不同演化过程的星系

哈勃空间望远镜证实宇宙中存在着两种不同演化过程的星系在今天的字宙中，我们看到两种主要类型的星系，旋涡和椭圆星系。最近由三个研究小组通过哈勃空间望远镜拍摄的图象显示了自宇宙诞生不久星系所发生的具有戏剧性的，完全不同的演化情景，这些小组在１９９４年１２月...     

激光干涉仪引力波探测器

引力波的存在是爱因斯坦在广义相对论中提出的一个重要预言,引力波探测是当代物理学最重要的前沿领域之一。经过近半个世纪的艰苦努力,随着几个大型激光干涉仪引力波探测器在21世纪初的出现并于近几年达到前所未有的灵敏度,引力波探测进入了一个崭新的时代。人类有望在第二代地基激光干涉仪引力波探测器开始科学运行(约2015年)之后的几年内,不仅可以直接探测到引力波,更将打开一扇观测宇宙的新窗口。引力波探测也将成为继电磁辐射、宇宙线和中微子之后,人类探索宇宙奥秘的又一重要手段。介绍了激光干涉仪引力波探测器的性能和工作原理,详细分析了其关键部件,如:迈克尔孙干涉仪、法布里–珀罗腔、功率循环系统、激光器、清模器、倒摆、单体几何反弹簧过滤器、真空系统等的结构、性能和工艺特点,展望了其广阔的发展前景。