标签:#物理宇宙学

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ΛCDM模型

,大约有96%的能量来自奇异的暗物质和暗能量。]] 。]] ΛCDM模型()是所谓Λ-冷暗物质()模型的简称。它在大爆炸宇宙学中经常被称作索引模型,这是因为它尝试解释了对宇宙微波背景辐射、宇宙大尺度结构以及宇宙加速膨胀的超新星观测。它是当前能够对这些现象提供融洽合理解释的最简单模型。 Λ意为宇宙学常数,是解释当前宇宙观测到的加速膨胀的暗能量项。宇宙学常数经常用\Omega_\Lambda\,表示,含义是当前宇宙中暗能量相对于一个平直时空…

LiteBIRD

{{Infobox spaceflight |name=LiteBIRD |alt= |operator= 宇宙航空研究開發機構 宇宙科学研究所 |mission_type= 宇宙微波背景辐射观测 |launch_date=2032年(计划) 概览 宇宙暴胀模型预言大爆炸后约10-38秒时有原初引力波产生。原初引力波会在宇宙微波背景辐射偏振分布中留下特殊的印记,即B模偏振。测量B模偏振被认为是探测原初引力波最有效的方式,而对后者的了解可…

哈勃深空

哈勃深空(,縮寫為HDF)是一張由哈勃太空望遠鏡所拍攝的小區域天空圖像。拍攝位置在大熊座,所覆蓋範圍之寬度只有2.6弧分,面積為全天面積的2400萬分之一,約等於100米外一顆網球的大小。圖像由哈勃太空望遠鏡上的第二代廣域和行星相機(WFPC2)進行342次曝光疊加和拼合而成,拍攝時間為1995年12月18日至28日共連續十天。 1993年,STS-61號穿梭機任務為哈勃太空望遠鏡裝上矯正鏡,解決了球面像差問題。精度提高後,科學家便利用…

单电子宇宙

单电子宇宙假设由是1940年春季约翰·惠勒在给理查德·费曼的电话中提出的一个假设,它认为所有电子和正电子实际上都是同一个实体在时间线上前后移动的体现。根据费曼所说: 总览 这个想法是基于每个电子在时空中穿梭的世界线。惠勒提出,这样的世界线可能不是无数个电子形成的线而是单一的一条,像一个巨大的缠结,可以追溯到同一个电子。时间线上的任何一个时刻都可以表示为时空上的一个切片,且该切片上会落有无数时间线相交产生的结点。 每个这样的结点,代表该时…

分形宇宙学

分形宇宙学(),亦作殘形宇宙論,是物理宇宙学中的一个小眾理论,是一種非主流學說。这一理论认为,宇宙中的物质分布和宇宙结构本身在各个尺度上具有分形结构,分形维数是这一理论的核心问题,即物質的分布及宇宙本身的分形維數是什麼。简而言之,就是利用碎形學這門理論來研究宇宙和物質。 歷史 1987年,盧西亞諾·皮特羅內羅 (Luciano Pietronero) 及其團隊首次嘗試用分形模式模擬星系分佈。隨後十年,隨著編目的星系數量不斷增加,對宇宙大…

宇宙的終極命運

宇宙的終極命運是物理宇宙學中一個主要的議題。許多科學理論都對宇宙的命運作出預測並成為競爭的對手,包括未來與時間是有限還是無限。 自從宇宙起源於大爆炸並經歷暴脹的概念為大多數科學家接受之後,宇宙的終極命運就成為宇宙論可以探討的問題,取決於物理上的性質:在宇宙中的質量/能量,它們的平均密度和膨脹速度。 脫穎而出的科學基礎 理論 ]] 在阿爾伯特·愛因斯坦於1916年提出廣義相對論之後,宇宙的終極命運在科學上成為能夠探討的問題,可以用廣義相對…

宇宙

宇宙(,)包括所有的空間、時間及其內容。它包括所有存在的事物、所有基本相互作用、物理變化和物理常數,因此也包括所有形式的物質和能量及其所形成的結構,其範圍小到次原子粒子,大到整個星系絲狀結構。根據當前主流的宇宙學理論——大爆炸理論,空間和時間在大約前共同誕生,從那時起,宇宙就開始不斷膨脹。今天,宇宙已經膨脹到只有部分範圍可被人類觀測,即所謂的可觀測宇宙,其直徑大約為930億光年,而整個宇宙的空間大小(如果有的話)仍然未知。 最早的一些宇…

大爆炸

是由一个極緊密、極熾热的奇点膨胀到现在的状态。]] 大爆炸(),是描述宇宙的起源與演化的宇宙學模型,这一模型得到了当今科学研究和觀測最廣泛且最精確的支持。 宇宙学中通常所说的“大爆炸”是指:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态(Initial singularity)演变而来的。根据2015年普朗克卫星所得到的最佳观测结果,宇宙大爆炸距今137.99 ± 0.21亿年,并经过不断的到达今天的状态。大爆炸这一模型…

物理宇宙学

物理宇宙学()既是天体物理学(astrophysics)的分支,也是宇宙学(cosmology)的分支。它是研究宇宙大尺度结构和宇宙形成及演化等基本问题的学科。宇宙学的研究对象是天体运动和它的第一起因,在人类历史的很长一段时期曾是形而上学的一部份。作为一门科学,宇宙学起源于哥白尼原则和牛顿力学,它们指出天体和地球上的物体遵守同样的物理原理并解释了天体的运动。现在这一分支被称为天体力学。一般认为,物理宇宙学起源于20世纪的爱因斯坦广义相对…

黑洞宇宙观

黑洞宇宙观(也称为史瓦西宇宙观或黑洞宇宙学模型)是一种物理宇宙学模型,认为可观测宇宙是一个黑洞的内部。此类模型最初在1972年由理论物理学家和数学家同时提出。 任何此类模型都要求可观测宇宙的哈勃半径等于其史瓦西半径,即其质量与史瓦西比例常数的乘积。情况几乎就是这样。然而,有几位宇宙学家认为这是一种巧合。 根据最初由Pathria和Good提出并由Nikodem Popławski等人研究的理论,可观测宇宙是一个黑洞的内部,黑洞可能存在于…

超越标准模型的物理学

超越标准模型的物理学(,缩写为BSM)是为了弥补标准模型的不足而进行的物理学研究。标准模型不能解释的现象包括质量的形成机制、强CP问题、中微子振荡、重子不对称性以及暗物质和暗能量的性质。而标准模型自身的数学理论架构也存在着的问题:标准模型与由广义相对论得到的理论模型并不兼容,以致在特定条件下,如大爆炸以及黑洞事件视界这样的时空奇点,两个模型中的其中一个甚或是两者全体会失效。 为超越标准模型已做的理论探索包括通过超对称性对标准模型进行扩展…

观测宇宙学

观测宇宙学是宇宙学的分支之一,研究者使用观测方法研究宇宙的起源和演化。觀測主要藉由望远镜、宇宙射线探测器、引力波探测器等探測儀器進行。 早期观测 现今物理宇宙学的主要内容是在沙普利-柯蒂斯之争往后的几年內确立的,当时確定了宇宙的尺度大於银河系。这些理论通过对宇宙尺寸的测量,以及对宇宙中一些可用爱因斯坦广义相对论解释的动力学现象的观测建立而成。早期,宇宙学是一个基于非常有限的观测的推测科学,其特点在于静态宇宙理论者与大爆炸理论的推动者之间…

紅移

在物理學领域,紅移(Redshift)是指電磁輻射由於某种原因導致波长增加、頻率降低的现象,在可見光波段,表现为光谱的谱线朝紅端移動了一段距离。相反的,電磁輻射的波長变短、频率升高的现象则被稱為藍移。紅移最初是在人们熟悉的可见光波段发现的,随着对电磁波谱各个波段的了解逐步加深,任何电磁辐射的波長增加都可以称为紅移。对於波长较短的γ射線、X-射線和紫外線等波段,波长变长确实是波谱向红光移动,“红移”的命名并无问题;而对於波长较长的紅外線、…

超级神冈探测器

超级神冈探测器(,可縮寫為Super-K或SK;),全名為超級神岡中微子探測實驗(),是日本東京大學在岐阜縣飛驒市的一个深达1000米的废弃砷矿中建造的大型中微子探测器。其目标是探测质子衰变以及被设计来寻找太阳、地球大气的中微子,并观测銀河系內超新星爆发。目前超级神冈的后续项目,更先进的下一代超巨型神冈探测器目前正在建設中,預計2027年開始蒐集資料。 描述 超级神冈探测器位于飞驒市神冈町的茂住矿山的地下。之所以蓋在如此深的地層中是因為…

韋伯的首次深空

韋伯的首次深空(),中国大陆又译韦-{}-布的首次深空,是詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)正式運作所拍下的全假色星系照片,此張照片紀錄了實際距離地球大約「只有」46億光年的SMACS J0723.3–7327星系團。照片於美東時間2022年7月11日公開,是由望遠鏡的(NIRCam)所拍攝,望遠鏡需要對準同一片天空,經過數百次的曝光疊加,以此拍下遙遠天體的微弱光芒,最後將這張絢爛多彩的太空照片呈現在世人眼前。美國國家航空暨太空總署(N…

21公分線

21厘米線,又被稱為氫線,21厘米輻射(hydrogen line, 21 centimeter line or HI line)是指由中性氫原子因為能階變化而產生的電磁波譜線。頻率是1420.40575177 MHz,相當於在真空中波長 21.10611405413 公分。在電磁波譜上的位置是微波。 這個波長的輻射經常在射电天文學上被應用,尤其無線電波可以穿過對可見光是不透明的星際雲等巨大星際介質區域。21公分波來自於1s基態氫原子的…

弦理論

弦理論,又稱弦論,是发展中理論物理學的起始,是一在量子力學及相對論、微積分等相對發展完善後,試圖透過單一解釋的系統統一物質和基本相互作用的萬有理論。 弦理論雛形奠基於二十世紀中葉後半由加布里埃萊·韋內齊亞諾主張並提出,原始目的是找到詮釋強交互作用力之數學函數,但據此數學函數南部陽一郎博士發現可將不具空間之零維點粒子視為細小的弦,進而提出強子弦模型。弦論在一段時間不備受關注,除其複雜的高維度詮釋外,量子色動力學等場論早已能完美解釋強相互作…

星系天文學

拍攝的星系。]] 星系天文學,又稱河外星系天文學(),是天文學的一個分支,研究的對象是我們的銀河系以外的星系——研究所有不屬於銀河系天文學()的天體。 當工作的儀器獲得改善,就可以更詳細的研究現在只能審視的遙遠天體,因此這個分支可以再細分為更有效的近銀河系外天文學和遠銀河系外天文學。前者的成員與對象包括星系、本星系群,距離近得可以詳細研究內部的超新星遗迹、星協。後者遠得只是可以測量的對象和只有最明亮的部份可以描述或研究。隨著儀器的改進,…

重子缺失

重子缺失是指大爆炸初期与近期探测到的重子数量之间存在的差异。根據對宇宙微波背景的观测和太初核合成研究已限定早期宇宙中重子的丰度,发现重子约占宇宙能量组成的4.8%。然而对近期宇宙的重子普查显示,现观测到的重子不足该数值的一半**'。这一差异就是重子缺失问题。 參考文獻

膨胀宇宙的未来

有物理宇宙學家指出,宇宙的未来很可能為繼續膨胀。如果事實如此,宇宙就很可能將因其膨胀以致繼續冷卻,並導致達到不足以維持生命的溫度;因此,膨胀宇宙的未来又稱為大凍結(又稱熱寂)。 膨胀宇宙的未来將會是蒼涼的。若根據宇宙學常數加速了宇宙的膨胀,星系間的距離將會持續增加。紅移將會被拉長,到達的光子將會是長波長和低能量的光子。恆星的形成仍會維持於1至1年,但形成恆星的氣體將會耗盡。當最後一顆恆星用完其燃料後,宇宙就不可能再有恆星誕生。根據預測質…