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宇宙大爆炸及宇宙演化

宇宙的起源和演化问题是科学研究最活跃的领域之一.牛顿曾提出一个无限宇宙模型;爱因斯坦根据相对论的基本原理建立起有限无边的宇宙模型;哈勃定律确证了整个宇宙处于膨胀状态;伽莫夫和他的同事提出了大爆炸宇宙论;古斯和林德等人提出了暴胀宇宙论;我们提出了宇宙起源于“超微黑洞”(即“前宇宙”)的大爆炸.爱因斯坦模型克服了牛顿模型带来的困难,但存在着内部矛盾;大爆炸宇宙论除了获得红移现象和哈勃定律的支持外,微波背景辐射的发现是更有力的支持,但它存在着“奇异性”等问题;霍金等人提出运用量子引力理论作为解决“奇点”问题的初步方案,但仍无法从根本上解决问题.本文从宇观天体和微观粒子的统一表述,宇宙大爆炸是“超微黑洞”(即“前宇宙”)的爆炸,宇宙演化,“大沙漠”区并非一无所有等几个方面综述宇宙大爆炸及宇宙演化问题.主要是论述了Planck粒子属于宇宙极早期具有天体和粒子的双重属性;排除了点大爆炸之说,避免了令人难以接受的“有产生于无”的观点;分析了暗...  (本文共5页) 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

IMBH的演化和mini-QSO对再电离的影响

宇宙第一代天体的形成与宇宙再电离是现代天体物理的重要研究内容。按照宇宙大爆炸理论模型[1,25],宇宙演化为今天的状态之前经历了“从无到有”的创生、暴涨、原初元素的核合成、辐射与物质的脱耦以及电离物质的复合,随后由于密度场的高斯扰动,宇宙又经历了物质成团、暗物质晕的形成、气体经过分子原子的冷却作用形成第一代恒星等过程。而其中宇宙的再电离是一个非常重要也是非常关键的环节,其中涉及了早期星系与恒星的形成与演化,以及类星体、黑洞等天体的演化等方面的问题。随着观测技术手段的不断进步,特别是太空望远镜的发射升空和研究理论的不断完善及发展,早期大爆炸宇宙学理论及其预言正在被越来越多的观测事实所证实。但是,复合之后使宇宙再电离的电离源以及具体的再电离过程却仍然是未解之谜。对目前已知的最高红移的类星体的研究表明,宇宙中的IGM在红移z~6时就基本完成了再电离[White et. al. 2003[95]、Wyithe & Loeb 2003[9...  (本文共58页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京大学
南京大学

CSTB反弹宇宙(Coupled Scalar Tachyon Bounce Cosmos)模型的构造、系统分析以及实验探测

宇宙的起源和早期演化是人类文明肇始以来不断探寻的重要课题,也是人类文明发展的一个原始和持久的推动力。近年来,大量天文观测数据和高能粒子数据及相关的涌现使得当今成为宇宙学研究的黄金时代。在标准宇宙学模型中,人们引入了宇宙加速膨胀--暴胀(Inflation)--的新概念来解决宇宙大爆炸理论存在的“视界问题(Horizon Problem)"和“平坦性问题(Flatness Problem)".通过量子涨落机制产生了与天文观测相符的标度不变原初扰动功率谱,奠定了暴胀的物理基础。然而,暴胀模型仍然未解决宇宙大爆炸的原初奇点问题(Initial Singularity Problem)以及参数精细调节问题(Fine-tuning Problem).因此,人们仍在迫切地寻找可以改进或替代暴胀宇宙学标准模型的新模型。在这篇博士论文中,为了解决暴胀宇宙学标准模型存在的问题和困难,我们提出了全新的基于超弦唯象理论而建立的标量场与快子场耦合的反弹...  (本文共86页) 本文目录 | 阅读全文>>

《紫金山天文台台刊》2003年01期
紫金山天文台台刊

《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

1 项目的科学研究背景二十世纪天文学建立了两大理论框架 :( 1) .恒星的内部结构与演化 ;( 2 ) .宇宙大爆炸标准模型。前者指出了天体的最基本单元———恒星在形成之后用两个初始参量 ,即质量和化学丰度 ,便可决定它一生演化的主要特征 ,并获得观测上的验证。后者描述了宇宙的创生 ,演化 ,和未来的命运 ,并为一切物质包括基本粒子 ,原子 ,分子等的产生和形成提供统一的科学图象 ,受到越来越丰富的观测的支持。在大爆炸宇宙模型和恒星结构演化理论之间存在的未知领域就是作为宇宙的基本组分———星系是如何形成的问题。大爆炸宇宙为星系的形成确定了初始的边界条件 ,但众多重大问题有待解决。回答这些问题无疑是跨世纪天文学的重要前沿。2 国内研究现状和发展趋势按目前最流行的宇宙学模型和结构形成理论 ,星系是等级成团的 ,星系形成是由小到大的一个过程 ,而不是一个事件。根据暴涨理论 ,宇宙在物质与辐射退偶之后 ,随着宇宙温度的下降 ,逐渐形成...  (本文共5页) 阅读全文>>

《科学中国人》2017年27期
科学中国人

宇宙地球

“天河二号”超级计算机模拟宇宙暗物质和中微子演化进程北京大学科维理天文与天体物理研究所博后于浩然与北京师范大学天文系张同杰教授等合作,利用我国“天河二号”超级计算机完成了3万亿粒子数的N体数值模拟,揭示了宇宙大爆炸1600万年之后至今约137亿年的暗物质和中微子的演化进程,相关研究成果发表于《自然—天文学》。暗物质是宇宙的主要物质构成。中微子是自然界中的基本粒子之一。它在宇宙大爆炸约1秒钟后与其他等离子体物质退耦,形成看不见的宇宙背景。N体数值模拟中的粒子数犹如摄像机的像素,粒子数越多,越能清晰地‘还原’宇宙演化历史,降低中微子‘泊松噪声’的影响。暗物质halos分布Tian Nu模拟三重简并费米子首次观测中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)丁洪、钱天、石友国等首次观测到三重简并费米子,为固体材料中电子拓扑态研究开辟了新的方向,研究论文发表于《自然》。组成宇宙的基本粒子可分为玻色子和费米子。现有理论认为宇宙中可能...  (本文共2页) 阅读全文>>

《生物技术世界》2012年05期
生物技术世界

宇宙大爆炸理论中的哲学问题

在关于宇宙起源的众多假说中,当前最有影响的是“宇宙大爆炸理论”。按照这个理论,宇宙起源于200亿年前一个极高温极高密度的“原始火球”的大爆炸。如果对这一理论进行仔细的分析,可以发现其中包含有多方面的哲学问题。现就如下几个方面进行具体的阐述。1关于世界的本原在关于世界本原的哲学理论中,有一种观点认为世界由“无”中产生,而宇宙大爆炸理论就包含有这样的哲学观点。纵观人类的哲学史,关于世界产生于“无”的观点,可见于很多哲学家的论述中。这其中,最有代表性的是中国古代的哲学家老子和德国古典哲学家黑格尔。老子提出“道”这个范畴,认为“道”是世界万物的本原,而“道”即是“无”,因此他得出一个结论:“天下万物生于有,有生于无。”[1]即世界万物由“无”产生。黑格尔提出“绝对”这个范畴,认为“绝对”是世界万物的本原,由于“绝对”的第一个解释也即最基本的含义是“纯有”,而“纯有”又“直接地说来,也就是无”,[2]因而,世界产生于“无”也就是不言而喻的...  (本文共2页) 阅读全文>>