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宇宙的过去、现在和未来

仰望星空,我们常常会发出“宇宙之问”:宇宙最初什么模样?它是如何演化到现在的样子?宇宙的未来又将如何?近日,中科院上海天文台宇宙学中心林伟鹏研究员在天之文系列科普讲坛上,为听众解读了这些“宇宙之问”,揭秘宇宙的前世今生。$$一切从一碗“热汤”开始$$关于宇宙的起源,科学界至今没有一个定论。林伟鹏说,目前科学界比较认同宇宙大爆炸理论。根据此理论,最初的宇宙犹如高压锅里的一碗“热汤”,温度很高,只有能量没有物质。由于原初微小的量子涨落,宇宙发生了大爆炸,就像是把高压锅的盖子突然打开,发生了大爆炸,这些原初扰动就是生成宇宙大尺度结构的种子。林伟鹏强调说,宇宙的大爆炸没有中心,而是到处都在爆炸。“至于宇宙为什么会发生大爆炸,至今仍然是一个迷。”$$宇宙发生大爆炸前,温度很高,电子和光子相互作用,大爆炸发生后,温度随之降低,电子和光子不发生作用,就像离婚一样,彼此分离。电子和原子核组成了原子,而光子则脱离电子变成了光。就这样,能量变成了物...  (本文共2页) 阅读全文>>

《飞碟探索》2017年09期
飞碟探索

暴胀:宇宙创生之初的超级通货膨胀

暴胀的英文名是Inflation,本意就是我们在日常生活中最熟悉不过的通货膨胀。通货膨胀说的是,在一段时期内,社会上流通的货币总量发生了明显的增长;而暴胀说的是,在创生之后远远不到1秒的时间里,宇宙的总体积发生了指数式的膨胀。什么是指数式的膨胀呢?我来举个例子。传说印度有一位国王,特别喜欢他的一个大臣发明的国际象棋,打算好好奖励这个大臣一番。大臣就跪在国王面前说:“陛下,我就想要一些麦子。请您在国际象棋棋盘的第一个格子里摆一粒麦子,在第二个格子里摆两粒,在第三个格子里摆四粒……依此类推,每一个格子里的麦子数目都是前一个格子的2倍。您只要用麦子摆满所有64个格子,再把它们都赏赐给我就好了。”印度国王一开始还挺高兴,心想要麦子还不简单,我的粮仓里多得是。但他很快就高兴不起来了,因为他惊愕地发现,就算把全印度所有粮仓里的麦子都拿来,也无法填满这个大臣的棋盘。这个大臣的胃口有多大呢?他总共想要1844亿亿粒麦子,这些麦子的总质量能达到3...  (本文共3页) 阅读全文>>

《飞碟探索》2017年09期
飞碟探索

一把能同时砸扁三枚钉子的锤子

前面说过,暴胀除了能轻松解决磁单极子问题以外,还能同时解决另外两个更加棘手的宇宙学难题。这两个宇宙学难题就是所谓的平坦性问题和视界问题。听起来有点不知所云?没关系。下面,我就讲讲它们到底是什么。平坦性问题是问:宇宙为什么会如此平坦,以至于我们完全察觉不到空间本身的弯曲?这个问题比较抽象,我来详细地解释一下。我们日常生活中对平坦和弯曲的概念其实都局限在二维。比如说,桌子表?平坦性问题是问:宇宙为什么会如此平坦,以至于我们完全察觉不到空间本身的弯曲?面是平坦的,皮球表面是弯曲的,而两者都是二维的。由于我们是从三维世界看二维,所以可以很直观地判断这些二维物体到底是平坦还是弯曲。假设现在有一只就生活在二维空间的小蚂蚁,它该如何判断自己所处的二维空间到底是平坦还是弯曲呢?有一个简单的办法,它可以在自己的空间内画一个三角形,然后测量此三角形的三个内角之和。如果内角之和等于180°,它的空间就是平坦的;如果内角之和大于180°,它的空间就被弯...  (本文共3页) 阅读全文>>

《国际学术动态》2014年03期
国际学术动态

粒子物理与宇宙学

2013年6月7~15日,亚美国际粒子物理与宇宙学高级研讨班会议在浙江大学召开。会议由浙江大学主办,并由浙江大学、国家自然科学基金委、中国科学院理论物理研究所、联合国教科文组织意大利国际理论物理中心及美国特拉华大学资助。粒子物理学实验近期有了多项重大突破。位于日内瓦的欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(Large Hadron Collider,LHC)已经运行近两年,发现了一个类Higgs规范波色子的粒子;位于我国广东的大亚湾反应堆中微子振荡实验(DayabayCollaboration)发现了一个新的振荡模式;美国宇航局、欧洲核子中心和我国多家单位共同主导的AMS卫星反物质探测实验也发现了各项同性的反电子能谱超出天体物理标准预言。在这一背景下,研讨班讨论内容紧扣上述实验新进展,涵盖了当今粒子物理与宇宙学发展的几乎所有重要课题。研讨班由浙江大学“长江学者”罗民兴教授和美国特拉华大学Qaisar Shafi教授共同担任会议...  (本文共2页) 阅读全文>>

《国际学术动态》2009年04期
国际学术动态

访问法国Grenoble LPSC/IN2P3

本人在2008年3月15~28日期间访问了LPSC。LPSC是法国国家核物理及粒子物理研究院(IN2P3)的一个分支机构,位于格勒诺贝尔,主要从事粒子物理、宇宙学的研究。在ATLAS实验中,LPSC参加了量能器的研制工作,目前正在进行ATLAS实验的模拟数据的分析研究,在top夸克物理以及带电Higgs粒子的寻找和测量方面,已经取得在国际同行中的领先地位。2007年山东大学与LPSC在中法粒子物理实验室(FCPPL)的框架下建立合作关系,合作开展ATLAS物理研究工作。本次访问的主要目的就是落实FCPPL框架协议,合作开展ATLAS实验物理研究。访问期间,与LPSC实验室的FairouzMalek教授和Arnord Lucotte教授进行讨论,根据双方已开展的研究情况,决定在单top夸克产生以及性质测量方面开展工作。由于目前使用的单top夸克产生模型都是LO级计算,而理论表明,NLO修正对单top夸克产生过程影响较大,必须在模拟...  (本文共1页) 阅读全文>>

《国际学术动态》2001年01期
国际学术动态

天体粒子物理和宇宙学暑期讲习班

国际理论物理中心(I CTP)举办的天体粒子物理和宇宙学署期讲习班于2000年6月10~30日在意大利Trieste市阿布达斯.萨拉姆国际理论物理中心举行。 主要活动和日程安排:学术活动主要为天体粒子物理和宇宙学各领域的专家的学术讲演。每人的讲演分为3~5部分,不同题目相互穿插,还有学术讨论6次。此外,在晚上为与会者安排了几次报告。有几十个国家的150余人参加了这次讲习班。下面是讲演题目与讲演者:宇宙线(G.5191),核合成(G.Steigman),暗物质与粒子物理(A.Masiero),有限温度场论和相变(M.I,ombardo),暗物质:天体物理(U.S...  (本文共1页) 阅读全文>>