暗物质和暗能量

合集下载

宇宙中的暗物质和暗能量

宇宙中的暗物质和暗能量

宇宙中的暗物质和暗能量在我们所熟知的宇宙中,暗物质和暗能量是两个神秘而又引人瞩目的概念。

它们是构成宇宙的重要组成部分,却又极其难以被观测和理解。

本文将探讨宇宙中的暗物质和暗能量,以及它们对宇宙演化的重要意义。

一、暗物质:宇宙中的隐形力量暗物质,顾名思义,是一种不发光、不与电磁波相互作用的物质。

在宇宙中,暗物质占据着绝大部分的比例,约占宇宙总质量的27%。

然而,我们却无法直接观测到暗物质,它宛如一个隐形的力量,只能通过间接的天文观测和理论推测来认识它的存在。

暗物质最重要的证据之一来自于星系旋转曲线的观测。

根据牛顿力学的理论,我们预期星系中的物体离开星系中心后速度会递减,但观测结果却显示了完全相反的情况。

星系的恒星和气体在远离中心的轨道上具有高速度,这表明星系中存在着额外的引力源。

暗物质被视为解释这种现象的最佳候选者,它通过引力相互作用影响着星系中的可见物质运动。

此外,宇宙微波背景辐射的研究也提供了暗物质存在的证据。

宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸后剩余下的热辐射,通过对其温度分布的观测研究,科学家们发现,只有假设存在暗物质,并通过暗物质的引力作用,我们才能解释宇宙背景辐射的密度涟漪分布。

暗物质的本质依然是一个谜,科学家们提出了一些理论模型来解释它的组成,如超对称理论和阿克西恩理论等。

然而,迄今为止,还没有观测实验能够直接揭示暗物质的本质。

对于暗物质的研究仍然是当前宇宙学的重要课题之一。

二、暗能量:加速膨胀的推动力暗能量是另一个神秘的存在,它是一种反重力效应的能量形式,可以推动宇宙的加速膨胀。

根据观测数据表明,暗能量占据了宇宙总质能的约68%,比暗物质还要更多。

暗能量的存在最早由对超新星爆发的观测研究得出,当大型星系团中的超新星爆发时,科学家们观测到远离中心的超新星亮度比预期要高,这可以解释为暗能量的推动效应,使得宇宙膨胀速度越来越快。

暗能量的性质和来源同样是一个谜。

一种被广泛接受的解释是,它是宇宙真空的一种属性,被称为“宇宙常数”。

物理学中的暗物质与暗能量

物理学中的暗物质与暗能量

物理学中的暗物质与暗能量暗物质与暗能量是物理学中一个极为重要的概念,也是关于宇宙存在的两个重要问题。

在人类对宇宙的探究中,我们了解到宇宙中只有大约5%的物质是可见的,剩下的95%是我们无法直接观测到的“暗物质”和“暗能量”。

那么,什么是暗物质和暗能量呢?它们为什么会在宇宙中存在?本文将为您详细解释相关的知识点。

一、什么是暗物质?暗物质指的是宇宙中一种不存在热电波辐射,无法被直接观测到的物质。

然而,它能够通过相互作用与可见物质组成宇宙的物质结构。

暗物质和可见物质的差别在于它们的组成物质不同:可见物质是由原子构成,而暗物质是由一些微弱粒子组成,这些粒子不与光子相互作用。

这也就是为什么我们无法直接观测到它们。

那么,为什么暗物质能够被推测出来呢?在爱因斯坦提出广义相对论之后,研究人员发现,行星的轨道和星系的运动与可见质量并不相符合。

也就是说,通过对星系运动的观测,我们知道了星系内除了可见物质之外,还有一些相当可观的物质质量存在,不断地影响星系的未来命运。

研究认为这些影响是由一些我们无法观测到的物质——暗物质引起的。

暗物质存在的证据还包括通过宇宙微波背景辐射的观测,研究者发现,在宇宙早期的膨胀中,暗物质扮演了很重要的角色。

二、什么是暗能量?与暗物质相对应的就是暗能量。

相对于暗物质而言,暗能量更加神秘、难以理解。

在物理学中,暗能量指的是导致现代宇宙加速膨胀的一种能量,这种能量占宇宙总体能量的近七成。

人类对暗能量的探究其实也可以追溯到20世纪初期爱因斯坦提出广义相对论之后。

当时爱因斯坦引入了一个问题:为什么宇宙不会收缩呢?此后许多学者认为,暗能量是爱因斯坦“宇宙常数”的一种形式,用于解释宇宙不断膨胀的情况。

但是,迄今为止,我们对这种能量仍不是完全理解,因此我们称之为暗能量。

三、暗物质和暗能量的差别所在虽然暗物质和暗能量都是我们不可见的能量,但它们在本质上是有所不同的。

暗物质是存在于宇宙中的大量的物质,这种物质只能用重力作用来推测它们的存在,但是它们的存在足够强大可以影响宇宙的演化方向。

什么是暗物质和暗能量它们如何影响宇宙演化

什么是暗物质和暗能量它们如何影响宇宙演化

什么是暗物质和暗能量它们如何影响宇宙演化关键信息项:1、暗物质的定义和性质2、暗能量的定义和性质3、暗物质对宇宙演化的影响4、暗能量对宇宙演化的影响5、目前对暗物质和暗能量的研究方法和进展6、未来对暗物质和暗能量研究的展望11 暗物质的定义和性质暗物质是一种假设存在于宇宙中的物质形式,它不与电磁辐射相互作用,因此无法通过电磁波直接观测到。

然而,通过其对可见物质的引力效应,科学家们推断出了暗物质的存在。

111 暗物质的组成成分至今尚未完全确定,但理论上认为它可能由一些尚未被发现的基本粒子构成。

112 暗物质具有质量,并且其质量在宇宙中所占的比例远远高于可见物质。

12 暗能量的定义和性质暗能量是一种驱动宇宙加速膨胀的神秘力量。

与暗物质不同,暗能量并非物质,而是一种能量形式。

121 暗能量的本质仍然是现代物理学和宇宙学中最大的谜题之一。

122 其性质表现为具有负压,能够产生排斥性的引力效应。

21 暗物质对宇宙演化的影响暗物质在宇宙的结构形成和演化中起着关键作用。

211 它通过引力作用吸引普通物质,促进星系和星系团的形成和聚集。

212 在早期宇宙中,暗物质的分布不均匀性为星系的形成提供了种子。

213 暗物质的存在影响了星系的旋转曲线和星系团内的物质分布。

22 暗能量对宇宙演化的影响暗能量的存在导致宇宙加速膨胀。

221 在宇宙演化的后期,暗能量的影响逐渐占据主导地位,使得星系之间的距离不断增大。

222 暗能量的强度和演化方式对宇宙的未来命运有着决定性的影响。

31 目前对暗物质和暗能量的研究方法和进展311 科学家们通过多种观测手段来研究暗物质和暗能量,如引力透镜效应、星系团的观测、宇宙微波背景辐射的测量等。

312 大型地面和空间望远镜的建设为研究提供了更精确的数据。

313 粒子物理实验也在努力寻找可能构成暗物质的候选粒子。

32 未来对暗物质和暗能量研究的展望321 随着技术的不断进步和新的理论模型的提出,对暗物质和暗能量的研究有望取得重大突破。

物理学中的暗能量和暗物质

物理学中的暗能量和暗物质

物理学中的暗能量和暗物质随着现代科技的不断发展和人类对宇宙的探索深入逐渐,人们对宇宙本质的认识也在不断拓展。

在物理学中,暗能量和暗物质成为了研究的热点对象,它们既神秘又令人心悸。

一、暗能量与暗物质的定义暗能量是宇宙中存在的一种特殊的物质,是令宇宙膨胀加速的主要推动力量。

暗能量的特点是不可见、不可观察、不可测量,因此它的存在也很难被证明。

目前科学家们对暗能量的研究主要集中在科学模型和计算方面,以对其特性进行进一步的分析与解释。

暗物质成为了物理学中一种极为重要的物质,它是宇宙中不可见的物质,也是宇宙中能够控制星系和星团运动的物质。

暗物质的存在并不是通过观察和实验来得到的,而是通过星系和星团的运动方程来推断出来的。

二、暗能量和暗物质的关系暗能量和暗物质在宇宙中都占据着重要的位置,但它们的本质却非常不同。

相比较而言,暗物质的存在更加显然和稳定,因为我们可以通过观测星系和星团的运动轨迹来证明其存在。

而暗能量则相对更加神秘,因为我们对它的理解主要来源于计算和模型推测,目前还没有直接的观测数据能够证明其存在。

不过,暗能量和暗物质都扮演着极其重要的角色。

暗物质的存在是使得可见物质聚集成星系和星团的原因,而暗能量则是推动星系和星团的运动加速膨胀的主要力量。

我们可以将暗能量和暗物质比喻为驱动宇宙发展的机制,它们促进了宇宙的进程和演化,是宇宙中极其重要的存在。

三、未来关于暗能量和暗物质的研究在未来的科研计划中,对于暗能量和暗物质的研究仍然是很重要的。

目前,科学家们探索它们的手段主要包括大规模的计算和建立各种科学模型。

这些研究能够让我们对暗能量和暗物质有更深入的认识和理解,也能够帮助我们更好地探索宇宙的本质。

此外,在未来的宇宙探索中,也将进一步寻找能够对暗物质和暗能量进行观测的方式,来证明它们的存在和性质。

比如说目前正在建造中的欧洲空间局的全新宇宙望远镜,就将会在未来的宇宙探索中发挥重要作用。

总之,暗能量和暗物质是物理学研究中的两个重要对象,它们对宇宙的演化和发展起着决定性作用。

暗物质与暗能量

暗物质与暗能量

暗物质与暗能量什么是暗物质暗物质(Dark Matter)是一种比电子和光子还要小的物质,不带电荷,不与电子发生干扰,能够穿越电磁波和引力场,是宇宙的重要组成部分。

暗物质的密度非常小,但是数量非常庞大。

自从牛顿发现了万有引力定律以来, 人们就一直尝试用引力理论来解释各种天体的运动规律, 在这个过程中, “暗物质”的概念很早就已经形成了。

现代意义下的暗物质概念是瑞士天文学家家弗里兹·兹威基(Fritz Zwicky)早在1933 年研究后发星系团中星系运动的速度弥散时就提出来了。

他根据所测得的星系速度弥散并应用维理定理得到了后发星系团的质光比, 发现其比太阳的质光比要大400 倍左右。

1934 年,他在研究星系团中星系的轨道速度时,为了解释“缺失的物质”问题而正式提出了暗物质的概念.但当时并没引起太多的关注,直到40 年后,人们在研究星系中恒星的运动时遇到类似的困难: 人们发现如果仅考虑可见( 发光) 物体彼此之间的相互吸引力,那么各式各样的发光天体( 包括恒星、恒星团、气状星云,或整个星系) 运动的速度要比人们预想的快一些。

暗物质存在最直接的证据来自于漩涡星系旋转曲线的测量。

通常测量的旋转曲线在距离星系中心很远的地方会变平, 并且一直延伸到可见的星系盘边缘以外很远的地方都不会下降。

如果没有暗物质存在, 很容易得到在距离很远的地方旋转速度会随距离下降: v(r)= GM(r)! r ∝1!r因此, 平坦的旋转曲线就意味着星系中包含了更多的物质。

2003 年,Wilkinson 微波背景各向异性探测( WMAP) 、Sloan数字巡天( SDSS) 和最近的超新星( SN) 等天文观测以其对宇宙学参数的精确测量,进一步有力地证实了暗物质的存在.这在人类探索宇宙奥秘和物质基本结构的道路上无疑是一个光辉的成就.最新数据显示,在宇宙能量构成中,暗能量占72%,暗物质占23%,重子类物质只占了5%左右.暗物质的探测暗物质的探测可以分为如下3 种方法。

宇宙学中的暗物质与暗能量

宇宙学中的暗物质与暗能量

宇宙学中的暗物质与暗能量宇宙学是一门研究宇宙的起源、演化和结构的学科,它涉及到诸如宇宙的扩张和加速、星系和星系团的形成和发展、宇宙的大尺度结构、宇宙微波背景辐射等方面。

在宇宙学的研究中,暗物质和暗能量是非常重要的概念。

它们无形无色,却在宇宙的演化中扮演着至关重要的角色。

一、暗物质暗物质是指一种不与光发生相互作用的物质,因此无法直接观测到。

然而,通过引力作用可以探测到暗物质的存在。

宇宙学家研究星系和星系团的旋转速度、星系和星系团之间的引力透镜效应、宇宙微波背景辐射等现象,发现它们都无法被光学和电磁波天文观测所解释,仅有暗物质的存在才能解释这些现象。

暗物质的质量大约占宇宙总质量的27%,与可观测的物质比例相当。

这意味着,我们目前只能看到宇宙的约5%,剩下的95%都是暗物质和暗能量。

暗物质的具体组成至今仍不清楚,但天文学家提出了一些假说。

其中一个假说是暗物质由一种尚未被发现的粒子组成,称为WIMP(Weakly Interacting Massive Particles),它不参与强相互作用和电磁相互作用,但参与弱相互作用,如Z玻色子和中微子。

WIMP假说是目前最有说服力的假说之一,科学家正在进行相关实验进行探测。

二、暗能量暗能量是指一种未知的、占据宇宙总能量的约68%的能量,它的存在也是通过宇宙学的研究证实的。

暗能量被认为是引起宇宙加速膨胀的物质,与暗物质的引力作用相反,暗能量会加速宇宙的膨胀,让宇宙的膨胀速度越来越快。

暗能量的性质同样不为人所知,但由于它的存在是为了解释宇宙大规模结构的演化,因此它可能是一种能够填满整个宇宙的场。

暗能量的最具代表性的模型被称为ΛCDM模型,其中Λ表示宇宙学常数,CDM表示冷暗物质。

这个模型可以非常好地解释宇宙的性质,但它的一些基本概念,比如宇宙学常数和暗能量的物理本质,目前仍未得到深刻的理解和解释。

三、研究进展宇宙学中的暗物质和暗能量是极为重要的研究领域,比如暗物质的探测、暗能量的本质等问题都是目前宇宙学中研究的热点。

暗物质与暗能量简介

暗物质与暗能量简介

暗物质与暗能量简介什么是暗物质?暗物质,这个名字听上去就有种神秘的感觉,仿佛来自宇宙深处的奇妙存在。

实际上,暗物质是一种我们无法直接观测到的物质,但其存在却是科学界的共识。

暗物质从字面上来看,就是指在宇宙中存在却无法直接看到的物质。

科学家们通过观测天体运动以及宇宙背景辐射等手段,得出了暗物质存在的证据。

根据目前的研究,它占据了宇宙质量的约27%,比我们所熟知的普通物质还要多。

然而,我们对暗物质的了解仍然非常有限。

暗物质的粒子被称为暗物质粒子,它们与普通物质的粒子相互作用非常弱,几乎没有呈现相互碰撞的情况。

这也是为什么我们无法直接观测到暗物质。

然而,暗物质对宇宙的演化起到了至关重要的作用,它对物质的聚集和星系的形成都有重要影响。

暗能量和宇宙加速膨胀除了暗物质,还有一个被广泛讨论的概念就是暗能量。

暗能量是一种反重力效应,它被认为是导致宇宙加速膨胀的原因之一。

在20世纪90年代,科学家通过观测到的宇宙背景辐射,发现宇宙的膨胀速度正在不断加快。

这一现象对传统的宇宙学理论构成了挑战。

为了解释这种加速膨胀的情况,科学家提出了暗能量的概念。

暗能量被认为是一种填满宇宙空间的能量形式,它具有均匀负压特性。

虽然我们对暗能量的本质知之甚少,但它起到了推动宇宙加速膨胀的作用。

暗物质与暗能量的关系暗物质和暗能量虽然都被称为“暗”,但它们实际上是两个完全不同的概念。

暗物质是指存在于宇宙中的无法直接观测到的物质,而暗能量则是一种填满宇宙空间的能量形式。

尽管暗物质和暗能量在本质上是不同的,但它们之间却存在着一种微妙的联系。

据科学家的观测和推测,宇宙中的大部分暗物质和暗能量占据了宇宙总质量和能量的绝大部分。

暗物质通过引力影响普通物质的分布和演化,而暗能量则推动了宇宙加速膨胀的进程。

尽管我们对于暗物质和暗能量的了解还非常有限,但它们无疑是现代宇宙学中非常重要的研究课题。

科学家们正不断努力寻找新的观测手段和理论模型,以更深入地理解暗物质和暗能量的本质。

暗物质与暗能量

暗物质与暗能量

暗物质与暗能量导言:暗物质与暗能量是当今天文学领域中备受关注的热门话题。

它们是构成宇宙的重要组成部分,能够影响到宇宙的演化和结构形成。

本文将深入探讨暗物质与暗能量的概念、性质以及它们对宇宙演化的影响。

一、暗物质的概念与性质1.1 暗物质的定义暗物质是一种无法直接探测到的物质形式,不与电磁辐射相互作用,因此无法在实验室中观测到。

然而,通过对天体运动的观测和宇宙背景辐射的分析,科学家们认为暗物质存在于宇宙中,占据着巨大的比例。

1.2 暗物质的组成目前,科学家还不清楚暗物质的确切组成。

理论上,暗物质可能由一种或多种新型粒子组成,这些粒子与我们熟知的基本粒子不同。

暗物质粒子所具有的性质,仍是科学探索的课题。

1.3 暗物质的重要性虽然暗物质不直接与电磁辐射相互作用,但它通过引力与其他物质相互作用,对宇宙的演化产生了巨大的影响。

暗物质的引力作用维持着星系的稳定、决定了星系的形态结构,并在宇宙大尺度结构的形成过程中发挥重要作用。

二、暗能量的概念与性质2.1 暗能量的定义暗能量是一种解释宇宙加速膨胀现象的假设能量。

它是存在于宇宙各处的均匀能量场,填满了整个宇宙空间。

2.2 暗能量的特点暗能量具有负压力,这种压力表现为负的引力效应,使得宇宙膨胀加速。

暗能量的密度是恒定的,因此随着宇宙的膨胀,暗能量会不断增加。

2.3 暗能量的研究意义暗能量的存在及其引起的宇宙加速膨胀现象仍然是科学难题。

科学家们希望通过深入研究暗能量的性质,揭示宇宙的演化规律,推动宇宙学理论的发展。

三、暗物质与暗能量的关系与影响3.1 暗物质与暗能量的对比虽然暗物质与暗能量都是宇宙中未知的成分,但它们在多个方面存在显著差异。

暗物质通过引力影响星系尺度结构的演化,而暗能量则主要影响宇宙的整体膨胀。

3.2 暗物质与暗能量的共同作用虽然暗物质与暗能量的性质不同,但它们的作用共同影响着宇宙的演化:暗物质的引力凝聚了可观测物质和星系结构,而暗能量则促使宇宙膨胀加速。

暗能量和暗物质的区别是什么

暗能量和暗物质的区别是什么

暗能量和暗物质的区别是什么很多人会认为暗能量和暗物质是一样的。

它们是同一个意思,其实不是的。

那么暗能量和暗物质的区别是什么呢?暗能量和暗物质有区别暗能量是暗物质所产生的一种力(能量),(就像地球、引力一样,)。

暗能量和暗物质是一种不可见的、能推动宇宙运动的能量,宇宙中所有的恒星和行星的运动皆是由暗能量与万有引力来推动的。

根据"普朗克"探测器收集的数据,科学家对宇宙的组成部分有了新的认识,宇宙中普通物质和暗物质的比例高于此前假设(30%),而暗能量这股被认为是导致宇宙加速膨胀的神秘力量则比想象中少,占68.3%。

暗能量是宇宙学研究的一个里程碑性的重大成果。

支持暗能量的主要证据有两个。

一是对遥远的超新星所进行的大量观测表明,宇宙在加速膨胀。

按照爱因斯坦引力场方程,加速膨胀的现象推论出宇宙中存在着压强为负的"暗能量"。

暗物质(Dark Matter)是一种比电子和光子还要小的物质,不带电荷,不与电子发生干扰,能够穿越电磁波和引力场,是宇宙的重要组成部分。

暗物质的密度非常小,但是数量庞大,因此它的总质量很大,它们代表了宇宙中84.5%的物质含量,其中人类可见的只占宇宙总物质量的10%不到(约5%)。

暗物质无法直接观测得到,但它能干扰星体发出的光波或引力,其存在能被明显地感受到。

暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。

现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、天文观测和膨胀宇宙论研究表明:宇宙的密度可能由约70%的暗能量,5%的发光和不发光物体,5%的热暗物质和20%的冷暗物质组成。

介绍暗能量暗能量是驱动宇宙运动的一种能量。

它和暗物质都不会吸收、反射或者辐射光,所以人类无法直接使用现有的技术进行观测。

暗物质暗物质(Dark Matter)是一种因存在现有理论无法解释的现象而假想出的物质,比电子和光子还要小的物质,不带电荷,不与电子发生干扰,能够穿越电磁波和引力场,是宇宙的重要组成部分。

宇宙中的暗物质与暗能量

宇宙中的暗物质与暗能量

宇宙中的暗物质与暗能量宇宙是我们所处的广袤空间,其中包含着无数的恒星、行星和星系。

然而,我们也知道,宇宙中的物质并不仅仅是我们能直接观测到的可见物质,还存在着一种神秘的成分,被称为暗物质和暗能量。

在本文中,我们将探讨宇宙中的暗物质和暗能量的特性和作用。

一、暗物质暗物质是构成宇宙的重要组成部分,它是一种不能直接观测到的物质。

然而,通过宇宙学和天文观测,科学家们推测出宇宙中大约有27%的暗物质。

1. 特性暗物质具有一些独特的特性。

首先,暗物质不与电磁辐射发生相互作用,因此无法通过光学或电磁波观测到。

其次,暗物质对重力非常敏感,它会通过引力影响可见物质的运动轨迹。

2. 作用尽管无法直接观测到,暗物质在宇宙中发挥着重要的作用。

首先,暗物质对星系和星系团的形成和演化起着关键作用。

它的引力作用使得星系聚集在一起,形成庞大的星系团。

其次,暗物质还对宇宙的大尺度结构起到了重要的影响,它通过引力促使宇宙中的物质在空间上形成网状结构。

二、暗能量暗能量是宇宙中另一个神秘的成分,约占据宇宙总能量的68%。

暗能量是一种具有负压力的能量,它的存在和性质仍然不完全清楚。

1. 特性暗能量的特性使得科学家们对其产生了浓厚的兴趣和探索。

暗能量与暗物质不同,它不具备质量和体积,可以填满整个宇宙空间。

同时,暗能量还表现出负压力,这种压力可以抵消引力,推动宇宙的加速膨胀。

2. 作用对于暗能量的作用,科学家们目前仍在不断研究和推测。

暗能量推动着宇宙的加速膨胀,它对于宇宙的演化具有决定性作用。

随着时间的推移,宇宙的膨胀速度越来越快,这是暗能量作用的结果。

三、暗物质与暗能量的关系暗物质和暗能量虽然是两种不同的成分,但它们在宇宙演化过程中相互作用。

暗物质通过引力影响到可见物质,进而影响到宇宙的演化。

而暗能量则通过加速膨胀的作用扩大了宇宙的规模。

科学家们提出了一种被称为ΛCDM模型的宇宙学标准模型,其中Λ指代暗能量。

根据这个模型,宇宙大约由27%的暗物质和68%的暗能量组成,而可见物质仅占剩余的5%。

粒子物理学中的暗能量与暗物质的关系

粒子物理学中的暗能量与暗物质的关系

粒子物理学中的暗能量与暗物质的关系暗能量和暗物质是粒子物理学中两个重要的概念。

虽然它们在我们日常生活中无法被直接观测到,但它们却在宇宙中扮演着关键角色。

本文将探讨暗能量和暗物质之间的关系。

1. 暗能量的概念与作用在解释宇宙膨胀的加速过程时,科学家引入了暗能量的概念。

暗能量被认为是一种特殊的形式的能量,它具有负压力,可以推动宇宙的加速膨胀。

虽然我们无法直接观测到暗能量,但通过对宇宙微波背景辐射的观测及其他实验证据的分析,科学家们得出了关于其存在的结论。

2. 暗物质的概念与特性暗物质是一种在宇宙中广泛存在的物质,但由于其不参与电磁相互作用,因此无法被直接探测到。

科学家们通过观测星系运动、宇宙微波背景辐射等手段得出了暗物质存在的结论。

暗物质对于构成宇宙的大型结构起到着重要的作用,因为它对物质的引力相互作用影响着星系团的形成和发展。

3. 暗能量和暗物质的关系暗能量和暗物质在宇宙学中起着不可忽视的作用,并且相互关联。

暗能量推动着宇宙的加速膨胀,而暗物质则通过引力影响宇宙的演化。

暗物质的存在可以解释宇宙的结构形成,而暗能量则能够解释观测到的宇宙加速膨胀现象。

虽然暗能量和暗物质在性质上存在差异,但它们共同作用于宇宙的演化过程。

4. 目前的研究进展与未来展望对于暗能量和暗物质的研究仍然是粒子物理学和天体物理学领域的重要热点。

科学家们利用大型探测器和卫星等设备进行观测和实验,试图更深入地了解暗能量和暗物质的本质。

未来的研究可能涉及到对暗能量和暗物质性质的精确测量以及它们与其他物质和能量的相互作用。

总结:在粒子物理学中,暗能量和暗物质是两个重要的概念,它们在解释宇宙演化和结构形成方面起着关键作用。

虽然暗能量和暗物质在性质上存在差异,但它们共同塑造了宇宙的面貌。

随着科学技术的发展,对于暗能量和暗物质的研究将进一步深入,为我们揭示宇宙的奥秘提供更多线索。

暗物质和暗能量

暗物质和暗能量

暗物质和暗能量宇宙是一个庞大而神秘的存在,它的起源和构成一直是人类思考探究的对象。

除了宇宙中可见的物质,还存在着我们无法直接观测到的暗物质和暗能量。

这篇文章将探讨暗物质和暗能量在宇宙中的作用及现状。

一、暗物质暗物质指的是和普通物质不同,不会发光、不会与电磁波相互作用,也就是无法直接观测到的一种物质。

暗物质在宇宙中所占比例相当高,约占宇宙总质量的27%左右,远超过我们目前能观测到的物质。

目前,长期以来对暗物质的探测和研究仍在进行之中。

关于暗物质的本质,天文学家们提出了一些假设,其中最为流行的一个是暗物质可能由一些尚未被发现的基本粒子组成。

暗物质在宇宙学中有着重要的作用。

通过计算可以得出,宇宙大爆发后,如果只有可见物质,那么由于引力的作用,它们将会聚集在一起形成一个小球体,而且在宇宙开始膨胀的时候就会坍缩成一个大黑洞。

但事实上,由于暗物质的存在,引力作用比可见物质更强大,暗物质和可见物质互相牵引,稳定地固定在galaxies 中心而不会轻易地凌乱。

二、暗能量暗能量是在1990年代后被提出的概念,它是一种可以解释当前宇宙加速膨胀的力量,暗能量是目前宇宙中最大的能量来源之一,占据了宇宙总能量的约70%。

暗能量本身也是一种磨蹭与电磁波不相互作用的能量,因此无法被直接观测到和探测到。

对于暗能量的起源和本质,现在仍然没有确切的解释。

有一种假设认为暗能量是占据整个宇宙的一个场,这个场对宇宙中的物体产生引力,直接导致宇宙加速膨胀。

三、关于宇宙的命运对于宇宙的未来命运,科学家们保持着低调和谨慎。

但从我们纷繁的研究成果来看,宇宙最终将有两个可能的结果。

一种是“the Big F reeze(大冻结)”,也就是宇宙将会继续扩张,而且由于暗能量的推动,扩张速度会不断地加快。

在这种情况下,宇宙中的恒星会逐渐熄灭,黑洞会逐渐消失,宇宙会变得越来越冷和黑暗。

另一种则是“the Big Crunch(大坍缩)”,也就是如果宇宙中的密度足够高的话,宇宙在未来会开始收缩。

宇宙中的暗物质和暗能量

宇宙中的暗物质和暗能量

宇宙中的暗物质和暗能量宇宙是由物质和能量构成的,但除此之外,我们还会听到一些特殊的物质和能量——暗物质和暗能量。

这两种物质和能量在宇宙中占据着重要的位置,下面一起来了解一下。

一、什么是暗物质?暗物质是宇宙中一种神秘的物质,它不发射电磁波,因此无法直接被观测到。

但是,基于星系和宇宙大尺度结构的引力模型,我们发现在现有的可见物质中计算不出这些结构的形成和运动,因此科学家们根据质量计算它们应该存在着另一种新的物质,这就是暗物质。

暗物质的质量与可见物质相比非常重要,它约占宇宙总物质的五分之四。

对于这种神秘的物质,科学家们目前还无法给出令人信服的完整解释,但研究人员们已经提出了一些猜测:暗物质可能是由一种新的基本粒子组成的,我们称这种粒子为WIMP(弱相互作用巨大粒子),也有科学家提出暗物质为一种具有超强交互力的粒子。

尽管暗物质至今还未被直接探测到,但其在宇宙学中的作用被广泛认可和加以研究。

暗物质的存在解释了宇宙大尺度结构的演化过程,也有助于研究宇宙学中的重大问题,例如暗物质的起源和宇宙膨胀加速的原因等。

二、什么是暗能量?暗能量,同样是宇宙学中神秘的概念,是指一种理论上存在的能量,它具有能够产生引力的作用,但与我们所熟知的电磁波和引力场完全不同。

暗能量的存在证据与暗物质相同,是通过一系列宇宙观测和模拟分析发现的。

暗能量的密度在目前宇宙中占据了总能量的70%以上,是控制宇宙最近期加速膨胀的主导因素之一。

它的存在对宇宙学的理解起着至关重要的作用。

对于暗能量的出现,科学家们提出了一种称为“余辉场”的假说,它认为暗能量是一种具有均匀恒定密度的能量场,和真空能差不多,而它通过产生反重力的作用来推动宇宙膨胀。

此外,也有一些学者提出了其他的假说,例如,暗能量可视为存在于时空中的真空,它的质量非常小, 但势能和可观测宇宙区域中的势能相对的比例却非常大。

三、暗物质与暗能量的相互作用科学家们认为暗物质和暗能量在宇宙的演化中都扮演了重要的角色,但它们之间的关系目前还不能准确确认。

暗物质与暗能量

暗物质与暗能量

暗物质与暗能量什么是暗物质暗物质(Dark Matter)是一种比电子和光子还要小的物质,不带电荷,不与电子发生干扰,能够穿越电磁波和引力场,是宇宙的重要组成部分。

暗物质的密度非常小,但是数量庞大,因此它的总质量很大,它们代表了宇宙中26%的物质含量,其中人类可见的只占宇宙总物质量的5%不到(约4.9%)。

暗物质无法直接观测得到,但它能干扰星体发出的光波或引力,其存在能被明显地感受到。

暗物质的发现大约65年前,第一次发现了暗物质存在的证据。

弗里兹·扎维奇发现,大型星系团中的星系具有极高的运动速度,除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上,否则星系团根本无法束缚住这些星系。

最直观的证据是旋涡星系的旋转曲线。

尽管对暗物质的性质仍然一无所知,但是到了80年代,占宇宙能量密度大约20%的暗物质以被广为接受了。

“观测”暗物质的手段观测暗物质的手段主要有,引力透镜法,旋涡星系的旋转曲线,星系中的恒星或星系团中的星系的速度弥散,星系团(及椭圆星系)的X射线气体的流体静力学平衡方法,星系团的苏尼亚耶夫-泽尔多维奇效应等等。

直接探测间接探测WIMP。

WIMP偶尔会撞上一个原子核。

这一碰撞会散射原子核,进而使之和周围的原子核发生碰撞。

由此科学家可以探测到这些相互作用所释放出的热量和闪光。

对于暗物质的直接探测实验一般都这设置于地底深处,以排除宇宙射线的背景噪声。

这类的实验室包括美国的Soudan mine和DUSE、加拿大的SNOLAB地下实验室、意大利的大萨索国家实验室(Gran Sasso National Laboratory)以及英国的Boulby mine。

间接探测暗物质的间接探测主要是观测其两两湮灭时所产生的讯号。

由于其湮灭所产生的粒子与其暗物质的模型有关,有许多种类的实验被提出。

假使暗物质是马约拉那粒子,则两个暗物质对撞会湮灭产生伽马射线或正负粒子对。

如此可能会在星系晕生成大量伽马射线、反质子和正电子。

暗物质与暗能量简介

暗物质与暗能量简介

暗物质与暗能量简介宇宙是一个神秘而广阔的空间,其中隐藏着许多我们尚未完全了解的奥秘。

暗物质和暗能量就是其中最为神秘的存在之一。

它们虽然无法直接被观测到,却在宇宙的演化过程中扮演着至关重要的角色。

本文将简要介绍暗物质与暗能量的概念、性质以及它们对宇宙的影响。

一、暗物质暗物质是一种神秘的物质形态,它不发光、不吸收光,也不与普通物质发生相互作用,因此无法被直接观测到。

然而,通过对宇宙中星系运动的观测以及宇宙微波背景辐射的分析,科学家们得出了暗物质存在的结论。

据估计,暗物质占据了宇宙总质量的约27%,是构成宇宙的重要组成部分。

暗物质的性质至今仍然是一个谜。

目前的理论认为,暗物质可能由一种或多种新型粒子组成,这些粒子与普通物质的相互作用非常微弱,因此极为难以探测。

科学家们正在进行各种实验和观测,试图揭示暗物质的真实面目,但迄今为止,暗物质仍然是宇宙中最大的谜团之一。

暗物质对宇宙的影响是巨大而深远的。

它通过引力相互作用影响着星系的运动,维持着星系的稳定性。

此外,暗物质还参与着宇宙大尺度结构的形成,对宇宙的演化起着至关重要的作用。

因此,研究暗物质不仅可以帮助我们更好地理解宇宙的起源和演化,还有助于揭示物质的本质和宇宙的奥秘。

二、暗能量除了暗物质,暗能量是另一种神秘的存在。

暗能量是一种反重力的力量,它导致了宇宙的加速膨胀。

暗能量的存在首次被宇宙学家们提出是在上世纪90年代,当时他们通过观测到的遥远超新星爆炸的数据发现,宇宙的膨胀速度正在加快,这一发现颠覆了人们对宇宙演化的传统理解。

暗能量的性质同样是一个谜。

目前的主流理论认为,暗能量是一种均匀且恒定的能量密度,它填充着整个宇宙空间,并且具有负压力,导致了宇宙的加速膨胀。

然而,对于暗能量究竟是什么以及它是如何影响宇宙膨胀的机制,科学家们仍然知之甚少。

暗能量对宇宙的影响是巨大的。

它不仅导致了宇宙的加速膨胀,还影响着宇宙大尺度结构的形成。

暗能量的存在改变了我们对宇宙命运的理解,也引发了许多关于宇宙结构和演化的新问题。

暗物质与暗能量的研究

暗物质与暗能量的研究

暗物质与暗能量的研究暗物质与暗能量是当前宇宙研究中的重要课题,两者的存在对于解释宇宙结构和演化具有关键意义。

本文将探讨暗物质与暗能量的概念、研究方法以及对宇宙学的影响。

一、暗物质的概念与研究方法1.1 暗物质的定义暗物质是指不能直接观测到的物质,它不发出电磁波也不与光发生相互作用。

然而,通过其引力对可见物质和宇宙结构的影响,科学家对其存在提出了推测,这也是暗物质的命名来源。

1.2 暗物质的研究方法科学家通过多种方法来研究暗物质,其中包括天文观测、粒子物理实验和数值模拟等。

天文观测方法:利用可见光、无线电波等不同波段的观测设备,科学家通过观测星系旋转曲线、引力透镜效应等来间接推断暗物质的存在和分布。

粒子物理实验方法:科学家通过加速器实验和暗物质探测器等设备,寻找暗物质微观粒子的可能性,例如超对称粒子等。

数值模拟方法:通过建立宇宙模型,结合观测数据和理论假设,使用大规模数值模拟来研究暗物质在宇宙中的分布和演化,以验证和推断其性质。

二、暗能量的概念与研究方法2.1 暗能量的定义暗能量是描述宇宙空间中均匀分布的能量,其具有负压力,能够产生宇宙加速膨胀的作用。

2.2 暗能量的研究方法科学家通过不同的研究方法来探索暗能量,其中包括宇宙学观测、粒子物理实验和理论建模等。

宇宙学观测方法:通过观测宇宙的加速膨胀和大尺度结构的形成,科学家可以间接推测出暗能量的存在和性质。

例如,对宇宙微波背景辐射的测量可以获得关于宇宙膨胀历史和暗能量的信息。

粒子物理实验方法:科学家通过加速器实验和粒子物理探测器等设备,寻找产生暗能量的微观粒子,例如暗能量的天使粒子等。

理论建模方法:科学家通过建立宇宙学模型和基于物理定律的理论,从理论层面上解释暗能量的始源和性质。

例如,暗能量可能被视为引力场方程中的宇宙常数项或是其他物理机制的产物。

三、暗物质与暗能量对宇宙学的影响3.1 暗物质的影响暗物质通过其引力作用,对可见物质和宇宙结构的形成与演化起到关键作用。

暗物质与暗能量

暗物质与暗能量

暗物质与暗能量暗物质和暗能量是当今宇宙学研究中最为神秘的两个概念。

尽管它们在宇宙中占据着重要的地位,却既无法直接被观测到,也无法解释其本质。

本文将探讨暗物质和暗能量的概念、性质以及它们对宇宙演化的影响。

一、暗物质暗物质是指一种不能与电磁波相互作用,因而无法被直接观测到的物质。

它的存在主要通过其对物质和能量的引力作用间接推断出来。

据估计,暗物质在宇宙中的存在比普通物质多达五倍以上,占据了宇宙总质量的约27%。

关于暗物质的本质,科学家们目前还没有确凿的证据或共识。

一种主流理论是,暗物质可能由一种或多种未知的基本粒子组成,这些粒子与我们所熟知的物质粒子不同。

更引人注目的是,暗物质的引力作用对星系形成和旋转曲线等现象有着至关重要的影响。

二、暗能量暗能量是一种被认为填充整个宇宙的奇特能量,其特点是具有负压力,可以引起宇宙的膨胀加速。

暗能量是在1998年通过观测遥远超新星爆炸的光度曲线发现的,这项重大发现使得宇宙学取得了突破性进展。

尽管暗能量在宇宙学上起到了重要的作用,但关于其本质的了解还相对有限。

现有的理论认为,暗能量可能是真空能量密度的一种表现形式,或者是与时空密度恒定相关的能量场。

暗能量的存在使得宇宙加速膨胀,从而解释了宇宙膨胀的观测事实。

三、暗物质与暗能量的影响暗物质和暗能量对宇宙的演化产生了深远的影响。

首先,暗物质的存在对星系和星系团的形成起到了关键作用。

暗物质的引力作用使得星系团内的星系能够紧密地聚集在一起,而且决定了星系团的质量和结构。

其次,暗能量对宇宙加速膨胀起到了主导作用。

宇宙加速膨胀的发现启示了暗能量的存在,而暗能量的负压力则推动着宇宙的膨胀,在宇宙的大尺度结构形成中起到了决定性的作用。

最后,暗物质与暗能量的存在也给宇宙学带来了一些悬而未决的问题。

例如,科学家们还无法解释为何暗能量的能量密度如此之小,远小于理论值,这也是著名的暗能量问题之一。

综上所述,暗物质和暗能量是构成宇宙中最重要的组成部分之一。

宇宙中的暗物质与暗能量是什么

宇宙中的暗物质与暗能量是什么

宇宙中的暗物质与暗能量是什么宇宙,是我们所生活的广阔无垠的宇宙空间。

而这个宇宙,正在经历着一场神秘莫测的变化。

科学家们通过观测和研究发现,宇宙中存在着两种神秘的成分:暗物质和暗能量。

本文将探讨宇宙中的暗物质和暗能量是什么。

一、暗物质暗物质,顾名思义,是一种在我们当前物理学模型中无法直接观测到的物质形态。

然而,通过我们观测到的可见物质(如星系、星云等)的运动状态,以及宇宙背景辐射的测量,科学家们发现了暗物质的存在。

在宇宙中,暗物质以不同于普通物质的方式影响着天体的运动。

普通物质通过引力相互作用,而暗物质则通过引力的方式与普通物质和自身相互作用。

这种作用在宇宙的大尺度结构形成和星系旋转曲线的观测中得到了证实。

暗物质的组成仍然是一个谜团。

根据目前的理论和实验结果,暗物质可能由一种或多种新型粒子构成,与我们目前所了解的粒子(如电子、质子等)存在着本质的区别。

然而,对于这种新型粒子的性质,科学家们仍然无法给出确切的答案。

暗物质的存在与性质,对于我们理解宇宙的演化和结构形成具有重要的意义。

二、暗能量与暗物质相伴而生的是暗能量,也是一种摄人心魄的存在。

暗能量被认为是推动宇宙加速膨胀的力量。

最早的关于宇宙膨胀的观测是基于超新星爆发光度的测量,而后的研究发现了更多证据支持宇宙膨胀的概念。

暗能量具有负压,与普通物质和辐射相比,其压强为负值。

这种负压强驱使着宇宙膨胀加速进行。

在整个宇宙演化中,暗能量的贡献越来越大,成为主导宇宙膨胀的因素。

暗能量的本质也是一个未解之谜。

目前,科学家们提出了许多关于暗能量的理论,如伦敦哈勃常数、夸克和轴子等超对称粒子。

然而,这些理论都还没有得到令人信服的实验证据,因此仍然需要更多的研究和观测才能揭示暗能量的真正面貌。

三、宇宙的未来在理解宇宙中的暗物质和暗能量的基础上,我们可以展望宇宙的未来。

根据目前的观测和理论模型,科学家们认为暗物质和暗能量将继续主导宇宙的演化。

暗物质通过引力的作用,将继续塑造星系和星系团的结构,并影响宇宙的大尺度分布。

暗物质与暗能量的相互作用

暗物质与暗能量的相互作用

暗物质与暗能量的相互作用暗物质和暗能量是当今物理学中两个最为神秘和吸引人的话题之一。

它们虽然构成了宇宙的大部分能量和物质,但又极其难以被直接观测和理解。

在过去的几十年里,科学家们通过观测和理论推导,逐渐揭示了暗物质和暗能量之间的相互作用。

一、暗物质的性质和作用暗物质是一种不与光相互作用的物质,它的存在主要通过对星系旋转曲线、宇宙微波背景辐射和大尺度结构等进行观测间接得到的。

尽管我们不能直接观测暗物质,但我们可以通过其引力作用来研究它。

暗物质与普通物质通过引力相互作用,它的存在对于解释星系的旋转速度和宇宙学观测结果具有重要作用。

暗物质的类型多种多样,包括冷暗物质、热暗物质和温暖暗物质等。

尽管我们对暗物质的具体组成和性质还知之甚少,但已有一些理论模型可以解释它的行为。

暗物质通过引力相互作用来影响星系和宇宙大尺度结构的形成和演化。

二、暗能量的性质和作用暗能量是一种占据宇宙能量密度绝大部分的能量形式,它具有反重力效应。

暗能量的存在被广泛认为是解释宇宙加速膨胀的原因。

通过对宇宙微波背景辐射和大尺度结构观测的分析,科学家们得出了存在暗能量的结论。

暗能量的物理性质至今仍然是未解的问题。

最简单的解释是将暗能量视为宇宙恒定的宇宙学常数,即“宇宙常数”。

但这并不能解释暗能量的起源和存在。

目前,有一些理论模型试图解释暗能量是由具有特殊场性质的场负责的,如“豁免费能”理论。

三、暗物质与暗能量的相互作用机制虽然暗物质和暗能量都是宇宙中的未知物质和能量,但它们之间存在着相互作用。

这种相互作用对于解释宇宙结构和演化具有重要意义。

据研究,暗物质和暗能量之间的相互作用可能会影响宇宙的加速膨胀速率。

一些理论模型认为,暗物质的寿命非常短暂,它会衰变或与暗能量发生相互作用,从而改变宇宙的演化轨迹。

此外,一些研究还发现暗物质和暗能量之间可能存在脱离引力相互作用的力,从而导致宇宙的加速膨胀加速度发生变化。

这种相互作用机制仍然是一个活跃的研究领域,科学家们正在不断进行实验和观测,以寻找更多关于它们之间相互作用的证据。

暗物质与暗能量简介

暗物质与暗能量简介

暗物质与暗能量简介在我们的宇宙中,存在着许多神秘的组成部分,其中最为人熟知的就是普通物质,即我们可以直接观察和感知的星星、行星以及气体等。

然而,科学家们近年来发现,我们所熟悉的普通物质只占据了宇宙中物质总量的一小部分。

相反,约95%的宇宙物质由两种神秘的成分组成:暗物质和暗能量。

理解它们的特性,对于揭示宇宙的秘密和未来的发展方向有着重要意义。

暗物质概念与特征暗物质是一种不可见的物质,它不会发出、吸收或反射任何电磁辐射,因此无法通过现有的望远镜直接观察到。

尽管如此,科学家们通过其对可见物质的引力影响推断出暗物质的存在。

暗物质占据了宇宙总质量的约27%,而普通物质仅占5%。

剩余68%则被暗能量填补。

暗物质的一些关键特征包括:无辐射性:暗物质与普通物质不同,不容易以光波或其他形式的电磁辐射释放能量。

引力作用:虽然不可见,暗物质仍然能通过引力影响周围的星系和星际气体的运动。

例如,通过研究星系旋转速度与其可见质量之间的不一致性,科学家们了解到存在大量未被观察到的暗物质。

超级大质量:相比于普通物质,暗物质可能以一种更为集中的形式存在,例如在星系中心附近,形成所谓的大质量暗物质晕。

暗物质的证据尽管我们无法直接探测到暗物质,科学家们通过多个证据强烈支持其存在。

星系旋转曲线:根据牛顿定律,我们可以预测一个星系中行星运动的速度。

然而,在实际观测中,外缘星系产生了意想不到的快速度,这表明该区域周围还有大量未被探测到的质量,即暗物质。

引力透镜效应:当光线通过一个大质量天体(如星系)时,它会发生弯曲,这一现象被称为引力透镜效应。

通过研究光线弯曲后呈现出的图像形状和强度,科学家能够推导出存在于该区域的暗物质分布。

大尺度结构形成:宇宙大爆炸理论告诉我们,宇宙是从一个高温高密度状态开始扩展并冷却下来的。

在这样的过程中,暗物质作为“胶水”在引导可见物质凝聚形成大尺度结构,例如星系团和超星系簇。

暗物质的候选者由于无法直接观测,科学家们提出了多个可能构成暗物质的粒子候选者。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

精确宇宙学 和 WMAP
(2010年邵逸夫奖, 2012年Gruber 奖, Nobel Prize?)
(近期综述:李虹、李明哲、范祖辉、张新民, “WMAP 和精确宇宙学”)
WMAP:2001年6月 升空 2003年2月 公布第一年结果 (当年世界十大科技进展之首) (e-Print: astro-ph/0302209 [astro-ph] , Astrophys.J.Suppl. 148 (2003) 175-194 ; 引用:6589次) 2006年3月 公布三年结果 2008年3月 公布五年结果 2010年1月 公布七年结果
。。。。。。 II) 基金委重点项目: 宇宙暗能量研究:首席:朱宗宏;成员:范祖辉、陈学雷、张新民 成果举例:完成100多篇论文;LAMOST, DOME-A 暗能量探测可行性研究 。。。。。。 III)院“创新工程”项目: 一期:粒子宇宙学 二期:高能天体物理:星系团、黑洞物理和早期宇宙; 首席:武向平、张双南、张新民 三期:依托国内大科学装置的粒子物理、核物理和宇宙学的前沿理论研究 首席:邹冰松、张新民 宇宙学方面:暗能量研究课题组长:陈学雷 暗物质研究课题组长:毕效军 理论研究课题组长:蔡荣根 成果举例:提出“暗物质暗能量探测路线图:上天入地到南极 (锦屏暗物质地下实验; 空间小卫星暗物质探测;南极暗能量探测)” 方向性项目:暗物质、暗能量理论及实验探测可行性研究; 首席:吴岳良、张新民
重大科学问题:“两暗一黑三起源” 在新世纪,各国都积极规划、部署。。。。
国内: 暗物质暗能量研究受重视; 支持力度大大的加强; 暗物质暗能量探测路线图---》各种规化 中强调, 各类项目资助。 问题: 面对激烈国际竞争,5~10年后将如何?出(一流)科学成果? 继续追赶?占一席之地?主导,领导地位?
中科院高能所 张新民 亚奥国际酒店 2012年10月15-16日
(国际)宇宙学研究概况:
自上个世纪末,宇宙学研究取得了一系列重大的进展:精确宇宙学
1992年:COBE卫星 宇宙微波背景辐射观测 (2006年诺奖) 温度涨落 Inflation 开启“精确宇宙学”时代的大门 1998年: 超新星(SN )观测 宇宙加速膨胀 暗能量 (2011年诺奖) 2000年 :BoomeranG 、Maxima 宇宙微波背景辐射观测 平坦宇宙 2003年:WMAP 卫星 宇宙微波背景辐射观测 (+ SDSS,SN。。) (2010年邵逸夫奖, Gruber 奖, Nobel Prize?) ==〉精确宇宙学:本世纪前十年十大科学成就 (Insights of the Decade) 十年的“精确宇宙学”研究成就了
详见: “21世纪第二个十年的宇宙学” 研讨会报告
北京温都水城国际酒店 2011年3月18-19日
(精确宇宙学和)中国宇宙学研究回顾(简介)
I)科技部“973” 项目:
21世纪天体物理重大问题:星系形成和演化; 首席科学家:陈建生 “宇宙学模型” 课题组,组长:武向平、张新民 成果举例: Quintom 理论 ( 2004年,张新民等;引用 630次;《Phys Repts 》专题综述 )
2011 度和 2006年度 的诺贝尔物理学奖!
精确宇宙学和中国科学家的贡献
本世纪首个十年即将结束之际,《科学》杂志的新闻记者和编辑潜心 审视了进入新千年以来的那些改变科学面貌的进步,评选出了十项科学成作为 “本十年卓见” (Insights of the Decade)。
精确宇宙学:在过去十年中,研究人员非常精确地推测出 宇宙物质的成分是普通物质、暗物质和暗能量。同时, 他们阐述了将这些成分组成宇宙的方法。这些进展将宇宙学转变成为 一种有着标准理论的精确科学,而留给其他理论的活动空间已十分狭小。 二方面成就:1)宇宙学观测 :(见杨小虎报告, 已充分肯定) 2)宇宙学理论 : Einstein 引力 + 宇宙学原理 + (线性)扰动理论 ( Nobel Prize?) ===〉(程序化)CMBFAST, CAMB, CosmoMC Gruber 奖:2008年 Bond; 2000年 Peebles; 。。。。 中国人的贡献:不可忽视 !!!
暗能量特征:负压;不结团。
不同理论模型预言不同的 状态方程 w 的演化
1) 宇宙学常数: w = -1
2)Quintessence (精质): w > -1

===== w 随红移变化, 但是 w > -1 3) Phantom (幽灵): 4) Quintom (精灵): w < -1 w crossing -1
“星系团和宇宙学”过去和现状综述 (II)
-----宇宙 和(中国)宇宙学研究的 过去、现在和未来
报告提纲:
I) (过去所取得)成就:精确宇宙学 (中国科学家贡献) II)(现在和未来)挑战:(暗物质、暗能量探测路线图) 1)暗能量探测 (reconstructing w(z) ) 2)暗物质探测 (cold & warm WIMPs) 3)微波背景辐射(CMB)极化 (B-mቤተ መጻሕፍቲ ባይዱde) 4)中微子宇宙学 5) 宇宙学理论研究
重要成果:
1. 暗能量扰动新方法;首次整体拟合测定 (w_0, w_a); (张新民 2. 用极化测量旋转角并检验CPT;(张新民 等) 3. CMB 数据分析(李惕碚 等) 等)
5
精确宇宙学
I. 过去十余年宇宙学研究的重大成就
II.
===〉 国内外宇宙学家的骄傲 宇宙学研究新挑战: 什么是暗能量? 什么是暗物质? 。。。。。
实际上,只有这4 种大的分类
首要任务: 测定 w(z)
1) w(z) 不能直接观测, 是个被推导出来的量 (标准宇宙学理论模型) 2)天文观测量: SN: 光度距离 LSS:功率谱 CMB: 温度角功率谱, 极化 。。。。。。。GRB, WL …… 3)w(z) 参数化 (目的: 可行性; 减少参数。。。) i) w=w_0+w_1 z (for small z) ii)w(z) = w_0 + (1-a) w_a = w_0 + w_a z/(1+z) 4) 数值计算,整体拟合分析
( e-Print: arXiv:1001.4538 [astro-ph.CO] ,Astrophys.J.Suppl. 192 (2011) 18 ;引用:3038 次)
WMAP 部分重要结果:
《---(*) 《---(**)
注:WMAP结果结合了其他观测(LSS+SN)和分析方法,包括中国人的。
相关文档
最新文档