类星体3C279和双类星体0957 561A、B的红移和质量

本文提供一种新方法、以求某天体的引力红移、速度红移和质量,只要事先知道它的红移观测值和偏转角观测值(指的是它的发射线掠过折射天体如太阳所弯曲的角度或者引力透镜中的有关数据)。 所要用的基本公式如下:(一)光线弯曲与光谱频移关系式式中φ为偏转角,GM/c~2R为折射天体无量纲表面引力势,z_(v1)和z_(v2)分别为射线掠过折射天体之前和之后的引力红移。(二)引力红移相加法则 z_v=z_(v1) z_(v2) z_(v1)·z_(v2)。式中Z_r为总的引力红移。(三)引力红移变换式△c/c=z_λ z_v z_λ·z_v。式中△c/c为光速变化率,只要它为已知,则引力红移的两种表示式z_λ和z_v可以相互交换得到。通过这种变换,式(二)可以变成z_λ=z_(λ1) z_(λ2) z_(λ1)·z_(λ2),而形式完全相同.我们叫它为引力红移相加法则是变换不变的。(四)光速变化率。它是根据广义相对论的公式c=c_0(1-2U)(1 2U)~(-1)推得的。式中c_0为真空中光速,c_A、c_C和U_A、U_C分别为场中A、C两点的光速和无量纲引力势。(五)引力红移和速度红移相加法则。Z_λ=z_(λ0) z_λ z_(λ0)·z_λ 式中z_(λ0)为速度红移,Z_λ为红移观测值。我认为波λ和频率v在描述自然规律方面应有同等作用,即通过类似的红移变换,此红移相加法则的形式仍然不变。     

基于红移畸变测量宇宙结构增长率的进展

星系红移巡天的一个主要目标是依据光谱红移测距,详细刻画宇宙中星系的三维空间分布。由于星系本动速度的存在,红移空间的星系分布存在着严重畸变,在大小尺度上有着不同模式的各向同性偏离。通过对红移畸变的观测研究,人们可从中获取速度场的信息,因此,红移畸变已成为暗能量探测的重要探针之一,为检验宇宙学尺度上的引力模型提供帮助。当前星系红移巡天项目已经取得了非凡成功,为人们提供了详细的星系空间分布数据。人们据此测量了星系的相关函数和功率谱,提取了精确的红移畸变信号,并通过模型拟合限制出了一批不同红移处宇宙结构增长率的估值,为探索宇宙尺度的引力模式提供了数据支持。主要介绍红移畸变模型、星系红移巡天观测和宇宙结构增长率测量等研究进展。     

快速旋转致密天体的平衡位形及其引力效应

本文用Harrison-Wheeler物态方程,通过“自洽场方法”,对Einstein场方程和广义相对论流体静力学平衡方程作数值求解,研究了快速旋转致密天体的平衡位形及其某些引力效应。结果表明:其平衡位形是扁的旋转椭球,当角速度大于3.0×10~2/秒时,偏心率和天体质量随角速度的增加而迅速增大,在极限情况下,偏心率可达0.7,质量增大可达10％—35％;旋转引起的天体表面引力红移的差异,光线顺逆旋转方向通过天体表面时的偏转角差异都是相当显著的。     

测量到中子星的红移

欧洲空间局的XMM——牛顿望远镜第一次成功地测量了一颗中子星的引力红移,使科学家能由此推断恒星内部的结构。 中子星是大质量恒星作为超新星爆发后留下的致密遗迹。这些恒星的核在自身引力下坍缩,将物     

红移畸变效应理论模型研究进展

星系红移巡天中的红移畸变效应是指由星系本动速度引起的,观测到红移空间中星系成团性呈现各向异性的效应。它是很重要的宇宙学探针,能够帮助我们重构宇宙结构形成的历史,结合宇宙膨胀历史的研究,我们可以打破暗能量模型和修正引力模型的简便性,更精确地限制宇宙学参数。随着观测精度的提高,下一代星系红移巡天(DESI,Euclid,LSST等)有望将红移畸变效应测量的统计误差降低到1%左右,然而目前红移畸变模型普遍都还有5%~10%的系统误差,因此,红移畸变模型的精度已经成为这个领域发展的瓶颈。我们介绍了几个主流的红移畸变模型,重点讨论每个模型中采用的假设及其局限性,并提出进一步改进的方向。     

荷电(或荷磁)天体的引力效应

本文应用R-N度规,讨论了荷电(或荷磁)天体引力场对引力红移及雷达回波延时的影响。结果表明电荷(或磁荷)的作用使这两种效应减弱。     

在各向同性坐标系下对VGM理论的进一步讨论

在各向同性坐标系下对“矢引力子场度规场引力理论”(VGM)作了进一步讨论,获得以下几点结果:(1)不存在半径为有限值的“无限红移面”;(2)对于行星近日点的进动,说明了VGM理论的结果为什么与广义相对论的结果不同;(3)修正了Kepler第三定律,此结果可看作VGM理论的一项预测。     

有吸积盘时径向运动云的谱线轮廓

在活动星系核的黑洞模型中,黑洞附近运动的电离云所发出的光线将要受到多普勒频移、引力红移和光线偏折等效应的影响,如果黑洞周围还有吸积盘存在,电离云的辐射还可能被吸积盘遮挡。本文全面地考虑了这些效应,利用光子输运方程方法,给出了在Schwarzchild度规中径向运动电离云发出的谱线轮廓的精确解,并发现在某些情况下将出现不对称的双峰结构。     

中国天文学家提出探索暗物质和暗能量的新方法

2008年7月,上海天文台张鹏杰研究员与国家天文台陈学雷研究员在《Physical Review D》上发表了题为（Type Ia supernovae as speed sensors at inter-mediate redshifts》的论文,阐述了通过Ia型超新星的视亮度变化来测量中等红移处宇宙大尺度本动速度,从而探索暗物质、暗能量和宇宙学尺度上引力性质的方法。     

大天区星系红移巡天

星系的红移巡天是观测宇宙学中最基本的工作,有关宇宙大尺度结构研究中的许多关键问题,例如宇宙中最大结构的尺度,宇宙中大尺度结构的拓扑特征,以及有关宇宙物质分布的密度场和速度场的许多基本性质的研究,都依赖于覆盖面积足够大、极限星等足够暗的完备的星系红移大样本。通过对巡天的覆盖天区、巡天深度、选择方法、巡产率等方面的分析,比较了最近已完成的一些红移巡天（ＩＲＡＳ、ＣｆＡ、ＳＳＲＳ、ＯＲＳ和ＬＣＲＳ等）并     

大天巨星系红移巡天

星系的红移巡天是观测宇宙学中最基本的工作,有关宇宙大尺度结构研究中的许多关键问题,例如宇宙中最大结构的尺度,宇宙中大尺度结构的拓扑特征,以及有关宇宙物质分布的密度场和速度场的许多基本性质的研究,都依赖于覆盖面积足够大、极限星等足够暗的完备的星系红移大样本．通过对巡天的覆盖天区、巡天深度、选样方法、巡样率等方面的分析,比较了最近已完成的一些红移巡天（IRAS、CfA、SSRS、ORS和LCRS等）并对计划中的2dF和SDSS巡天计划作了简要介绍．     

跟类星体红移宇宙学解释相符合的证据

分析类星体吸收线红移和发射线红移的特征。我们从Hewitt和Burbidge ( 1 993 )的星表中选择了吸收线红移和发射线红移都同时提供的类星体 ,得到了包含 4 0 1个对象的样本。这是至今对类星体红移研究的最大样本。我们从吸收线红移和发射线红移之间的关系图发现绝大多数 ( 93 .6% )对象的吸收线红移都小于相应的发射线红移。这个结论人们在 2 0世纪 70年代已经从很小的类星体样本 (样本大小 50左右 )中得到。本文进一步支持了这个结论。它表明类星体红移确实是距离的指示器。这跟宇宙学对类星体红移的解释是一致的     

跟类星体红移宇宙学解释相符合的证据

分析类星体吸收线红移和发射线红移的特征。我们从Hewitt和Burbidge（1993）的星表中选择了吸收线红称和发射线红移都同时提供的类星体，得到了包含401个对象的样本。这是至今对类星体红移研究的最大样本。我们从吸收线红移和发射线红移之间的关系图发现绝大多数（93．6％）对象的吸收线红移都小于相应的发射线红移。这个结论人们在20世纪70年代已经从很小的类星体样本（样本大小50左右）中得到。本文进一步支持了这个结论。它表明类星体红移确实是距离的指示器。这跟宇宙学对类星体红移的解释是一致的。     

类星体吸收线红移的研究

在此工作中,分析了一个类星体样本的吸收线红移和发射线红移之间的关系。结果表明这两类红移之间存在显著的相关。主要结论:a)反常吸收线红移的主要部分是宇宙学红移;b)吸收体相对于类星体的运动是弱的;c)结果表明产生这些反常吸收线红移的吸收体位于类星体寄主星系或者类星体内部并且朝着类星体运动。     

旋转带电天体外引力场某些性质的研究

本文根据矢量引力子场度规场理论,讨论了旋转带电天体外引力场的某些性质,得出如下结果:1.黑洞不可能具有角动量和电荷,即转动的天体(无论带电与否)不可能是黑洞。Kerr黑洞及Kerr-Newman黑洞是不存在的。2.对于一个旋转的带电的轴对称天体而言,存在着一个与θ有关的“临界径向(坐标)距离”r_k(θ),当r>r_k(θ)时,天体的引力场表现为通常的吸引作用;而当R(天体半径)相似文献   

CDFS天区中喑蓝星系的测光红移研究

从COMBO-17数字巡天数据里,选择了CDFS(Chandra Deep Field South)天区中1231个测光红移在0.1～0.3之间的暗蓝星系作为样本,研究了这些星系分别在只有光学波段和光学加近红外波段数据情况下做测光红移得到的红移分布,以及这些星系在静止参考系下的能谱分布(Spectral Energy Distributions,SEDs)特征.结果表明有183个星系在利用光学加近红外波段数据做测光红移时得到的红移大于1.2,它们的误差为0.046,提高测光的信噪比也有利于区分这类被光学波段误认为低红移的星系.这些暗蓝星系中高红移星系的观测近红外流量相对于光学流量有上升的趋势,而低红移星系的观测近红外流量相对于光学流量有下降的趋势.     

修改引力宇宙学下的大尺度结构非线性演化

主要研究了修改引力论在非线性尺度上的表现。现在已经存在很多修改引力论的模型,如f（R）,DGP,Mond等,但是在工作中并没有使用别人已经提出的修改引力论方法,因为首先不可能去对所有的修改引力论模型都进行研究;其次重点研究的是修改引力对于宇宙中的物质分布在非线性尺度上的影响,而各种修改引力论对于物质聚集的影响是相似的,都可以通过一个参数表达出来。因此笔者提出一种修改引力论的方法,引进了一个简单参数ζ。这个参数ζ定义为G_eff/G/-φ/Ψ,这里G_eff是有效牛顿常数,G是牛顿常数,φ和Ψ则是时空度规的标量扰动方程中的两个势。这个ζ参数在广义相对论的基础上修改了物质粒子受到的加速度,加大或者减小这个参数会相应地改变物质粒子的加速度,进而会加快或者减慢大尺度结构的形成。这种对大尺度结构在线性尺度上的影响可以通过理论计算得到,但是大尺度结构的非线性增长无法通过理论计算得出,现在只有借助已经发展得比较成熟的数值模拟方法来研究这个问题。该文修改了现在已经比较成熟的数值模拟程序GADGET-2,加入了ζ参数。在进行数值模拟之前,首先检验了数值模拟的质量分辨率、模拟尺度,以及初始红移对最终物质功率谱的影响,并且证实修改后的GADGET-2程序是正确的。设定不同ζ参数的值,ζ=0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.5,这里ζ=1.0对应标准宇宙学,然后对每个ζ值运行了一组数值模拟。为了减少数值效应对最终结果的影响,并且突出显示修改引力论在非线性尺度上的表现,没有简单直接地使用不同ζ值物质功率谱来做比较,而是精巧地设置不同ζ值的输出红移,使不同ζ值在其对应的输出红移处有相同的线性功率谱,并且最终使用了ξ=ζ≠1.0/ζ=1.0这个比值参数来研究修改引力论在非线性尺度上的表现。通过宇宙学尺度上的数值模拟和高精度的小波物质功率谱方法,我们研究了ζ参数对物质在非线性尺度上增长的影响。通过ξ这个参数,在线性功率谱相同的时候,比较了不同ζ参数的功率谱在非线性尺度上相对于标准宇宙学模型的偏离。得到重大的发现:大尺度结构在非线性上的增长并不是想象的那样,较大的ζ参数加大了物质粒子的加速度,进而在线性和非线性尺度上都加快了结构形成,反而是在线性功率谱相同的时候,较大值的ζ给出了较小的非线性功率谱。这个发现也证明HKLM假定的不正确,从而证明基于这个假定的功率谱拟合公式（PD96,Smith2003）不适用于修改引力论,直接将这些功率谱拟合公式推广到修改引力论是不正确的。基于这个ζ参数的修改引力论模型,利用一系列的数值模拟的结果,为修改引力论提出了一个新的拟合公式。这个新的拟合公式不是对现有的这些拟合公式做推广,而是借助于标准宇宙学下的非线性功率谱,通过几个简单的参数就可以得到对应不同ζ值的非线性功率谱,而且其精度保证在5%以内。利用这套数值模拟的结果,我们进而研究ζ修改引力论下的本动速度场的功率谱、暗晕的质量方程,以及暗晕的性质。这些工作为我们从观测上区分修改引力论和广义相对论提供了理论指导。     

光变幅度不大于0~m.5类星体的视星等——红移关系

一、引言在类星体的研究中,对红移性质的认识,一直是关键问题之一。红移是宇宙学的?还是内禀的?还是二者都有?有待于人们通过更多的天文观测与理论分析加以确定。如果红移是宇宙学的,则视星等——红移关系,就应该符合哈勃图。但将所有类星体作哈勃图,会出现严重的弥散现象。为了揭示类星体红移的本质,对类星体进行标准烛光     

九个类星体的氢L_α吸收线的统计研究

本文研究了九个类星体,即B2 1225+31.7,PKS 2126—158,Q 0002—422,Q 0453—423,PHL 957,PKS 0528—250,PKS 0805+046,PKS 1448—232和PKS 1442+101的高分辨率光谱中L_a吸收线的性质.发射线红移的范围是2.20≤Z_(em)≤3.54;L_a吸收线的红移范围是1.70≤Z_(abs)<3.54,总数为350条. 统计分析的结果支持了如下结论:(1)L_a吸收线的数密度在不同类星体之间没有显著差异;(2)L_a吸收线的数密度随红移没有显著变化;(3)L_a吸收线的静止等值宽度谱随红移没有显著变化;(4)L_a吸收线的性质在L_a发射线翼同连续区没有差别;(5)L_a吸收线的两点相关函数在分辨率极限内是平坦的,与星系相关函数的行为不同. 这些结果表明,高红移类星体中的L_a吸收线,很可能是均匀分布于宇宙空间的星系际氢云产生的.     

广义相对论再经考验

爱因斯坦创立广义相对论已经93年了,但是由于它的某些预言（例如引力红移、引力波等）至今没有得到直接验证,科学家们仍在不断设计实验对它进行一轮又一轮“考验”。广义相对论预言,当两个大质量物体靠得很近时,会发出引力波,并使得它们自身的旋转轴产生摆动（物理学上称为“进动”）。人们已经观测到了这种摆动,只是还不足以精确测定其幅度大小。