现代宇宙学资料
转载王令隽《现代宇宙学的基本问题及DET理论》
转载王令隽《现代宇宙学的基本问题及DET理论》本人对现代物理学领域知之甚少，但王令隽先生的这篇文章内容比较新颖，故此转载如下现代宇宙学的基本问题及DET 理论王令隽Wang, Ling JunUniversity of Tennessee at Chattanooga2007 年 1 月二零零六年诺贝尔物理奖颁给了美国戈达德空间飞行中心(Goddard Space Flight Center) 的马塞斯 (John Mathers) 和加利夫尼亚大学的斯穆特(George F Smoot) 。
奖励他们对宇宙本底辐射(Cosmic Background Radiation, 简称CBR) 测量做出的贡献。
这一工作的重要性在于宇宙学界认为CBR的测量数据为宇宙大爆炸理论提供了实验证据。
值得注意的是，同一工作为彭齐亚斯 (Arno Penzias) 和威尔逊(Robert Wilson) 赢得了1978 年的诺贝尔物理奖。
可见CBR 研究工作的份量。
但是如果以为这两个诺贝尔物理奖就意味着物理学界确认了宇宙大爆炸理论，则是完全的误解。
事实上，如果宇宙大爆炸理论是正确的，这些诺贝尔物理奖就应该颁给在宇宙大爆炸理论中做出了里程碑性的工作的巨星，比如皮伯尔斯（P.J.E. Peebles）或霍金(Stephen Hawking)。
宇宙大爆炸理论的许多预言和相关结论，诸如物质守恒定律和能量守恒定律的破坏，相对论原理的破坏，光速极限原理的破坏，Higgs 粒子，重中微子，弱作用重粒子(WIMP), 超弦，暗物质，磁单极，超光速膨胀，质子衰变，量子泡沫理论，黑洞理论，高维空间，多重宇宙，宇宙斥力，逆时间旅行，时空隧道旅行等等，就其对物理学的整个理论体系产生的冲击来说，不仅比之CBR实验要重要得多，就是和以往任何一年的诺贝尔物理奖的工作相比，也像泰山比之卵石，不可同日而语。
毫不夸张地说，宇宙大爆炸理论导致不下于一打革命性的理论，可能推翻半打物理学的基本原理。
《宇宙学常识》PPT课件
天
椭
银 麦本 玉大 室 后 ?
宇
狼
球
河 哲星 夫熊 女 发
宙
星
星
系 伦系 座座 星 星
边
系
半 星群 星星 系 系
缘
尺
径 云 系系 团 团
？
度
群群
泡沫状结构： 超团分布在超空洞的壁上
超团，超空洞
三. 宇宙学实验和模型
.
29
《辞海》（上海辞书出版社1999）
宇宙：
• 天地万物的总称
• 四方上下曰宇，古往今来曰宙
de Vaculear等人给出H0 = 100 ± 10。
目前（2002）值：H0=(71±7)0.951.15 1/H0=(1.38 0.14)1010 年
.
32
1. 广义相对论的创建
—— 正确的研究框架
.
33
用108pc的尺子看宇宙
T
可能一切都变得简单：
密度：
温度： T
宇宙学原理：均匀，各向同性
.
34
学术价值定律
简单问题 困难答案
高价值
宇宙学迷人之处！
.
35
牛顿力学不能为宇宙学提供正确的研究框架 （无论有限还是无限）
如果有限，问：
1）中心在哪里？ 2）边界在哪里？边界外是什么？
• 宇宙是物质世界，不依赖于人的意识而客观
？？？？ 存在，并处在不断的运动和发展中，在时间
上没有开始开始没有终了，在空间上没有边 界没有尽头。
.
30
物理的宇宙
宇宙＝时空＋非时空部分 宇宙＝所有存在，包括物质和能量 宇宙＝和人有关的宇宙 宇宙＝空间尺度109~1010pc？
时间尺度<1010年？
关于宇宙的资料(宇宙的科普知识)
关于宇宙的资料（宇宙的科普知识）关于宇宙的资料（宇宙的科普知识）根据现代天文理论，宇宙已经诞生了约138.2亿年，但在宇宙诞生很久以后都没有天体形成，大约在数亿年后才有第一个天体的形成，宇宙在这个天体“真空”期到底干了啥呢？第一颗恒星在哪里？第一个星系在哪里？第一颗行星又在哪里？宇宙是怎么诞生的？真空期宇宙到底干了什么？天文学家是从宇宙膨胀的现象反推出宇宙诞生于一次大爆炸的，勒梅特在上世纪根据爱因斯坦的广义相对论引力场公式计算出了宇宙会处在动态膨胀中，而哈勃的观测则证明这一点，因此最早期宇宙大爆炸论被勒梅特提了出来。
后来伽莫夫根据大爆炸理提出了太初合成理论和他的同事拉尔夫·阿尔菲和罗伯特·赫尔曼则提出了大爆炸的余晖宇宙微波背景辐射的预言！当然大家都知道了，随着射电望远镜的发展，太初合成理论和微波背景辐射都得到了验证，所以大爆炸理论开始被普遍就接受。
大爆炸理论认为宇宙诞生于一个范围极小的区域，在138.2亿年前的某个时刻，这个区域发生了暴涨，这团暴涨的能量在急速的膨胀过程中温度渐渐降低，宇宙从一团能量中逐渐诞生出夸克和胶子，再从夸克胶子中诞生重子（质子和中子）物质，然后开始了最初核合成，氢和氦以及少量的锂元素就是那个时候诞生的，而此时，宇宙才刚刚过去了20分钟而已！温度继续下降，太初核合成阶段结束，宇宙中充满了高温的离子和电子，因为此时温度仍然很高，所以还要等宇宙继续膨胀，等到大约37.7万年后，宇宙膨胀的庞大体积已经让温度下降到了电子足够被离子捕获，首先形成的氦原子，再是氢原子和锂原子，此时宇宙中的物质以中性的原子为主导，光子得以从这团等离子物质中解脱出来，这个阶段被称为光子退耦。
所以我们现在看到的宇宙微波背景辐射就是宇宙大爆炸时诞生的光，但被宇宙诞生的初期的等离子浓汤封印了37.7万年，它本来就是一团无比耀眼的光芒，但它已经被宇宙膨胀的高速拉扯成电磁波，所以你会发现一个丧气的结果，无论人类的射电和光学望远镜多么先进，永远都不可能突破微波背景辐射！三颗卫星的宇宙微波背景辐射宇宙黑暗时期从大爆炸的第一缕光以后，宇宙就进入了黑暗时期，因为此时没有任何天体，宇宙在继续膨胀，理论上均匀膨胀的宇宙并不会形成任何一个天体，但就在这差点不幸的宇宙中，出现了一点点的差异，就是这一点差异导致了膨胀过程中产生了物质分布不均匀，这就是未来恒星形成的种子！第一个星系和第一颗行星第一颗恒星来自于弥散在宇宙中的星云分布密度不均匀，金斯不稳定性的几种坍缩方式告诉我们，当分子云热压力不足以对抗引力时，就会在引力作用下发生坍缩，开启诞生恒星的第一步，出现巴克球状体。
广义相对论与现代宇宙学
广义相对论与现代宇宙学广义相对论是爱因斯坦在1915年提出的一种描述引力的理论，它是现代物理学的重要组成部分。
而现代宇宙学则是研究宇宙起源、演化和结构的学科，它与广义相对论密切相关。
广义相对论提出了一种新的对时空的解释，认为时空是弯曲的，物质和能量的分布决定了时空的弯曲程度。
这种弯曲导致了物质和能量的运动轨迹发生改变，即引力的存在。
广义相对论成功解释了一系列的实验证据，如水星的进动、光线的弯曲等现象。
在广义相对论的基础上，现代宇宙学研究了宇宙的起源和演化。
根据宇宙学原理，宇宙在大尺度上是均匀且各向同性的，这意味着在宇宙中的任何一点看到的宇宙都是相似的。
宇宙学原理是基于观测事实得出的，并被广泛接受。
根据广义相对论和宇宙学原理，现代宇宙学提出了宇宙大爆炸理论，即宇宙在13.8亿年前由一个非常高温高密度的起源点产生，随后经历了膨胀和冷却的过程。
这个理论解释了宇宙中的背景辐射、宇宙微波背景辐射的存在，并得到了实验证据的支持。
现代宇宙学还研究了宇宙的结构和演化。
观测数据表明，宇宙中存在着大量的星系和星系团，在宇宙的大尺度上形成了丝状结构。
宇宙的结构形成和演化是由引力的作用和宇宙的膨胀所驱动的。
宇宙中的物质通过引力聚集形成了星系和星系团，而宇宙的膨胀则使得这些结构不断地远离彼此。
除了研究宇宙的结构，现代宇宙学还关注宇宙的组成。
观测数据表明，宇宙中的物质主要由普通物质、暗物质和暗能量构成。
普通物质是我们熟悉的物质，包括了我们所看到的星系、星系团等。
暗物质是一种不与电磁辐射相互作用的物质，其存在主要是通过引力的效应间接证实的。
暗能量是一种使得宇宙加速膨胀的能量，其性质尚不清楚。
广义相对论和现代宇宙学的研究成果对我们理解宇宙的起源、演化和结构提供了重要的线索。
通过观测实验证据和理论推导，我们可以逐渐揭示宇宙的奥秘。
未来的研究将进一步深化我们对宇宙的认识，帮助我们更好地理解宇宙的本质和演化规律。
广义相对论和现代宇宙学是研究宇宙的重要理论和学科。
宇宙基础知识(1)
宇宙基础知识（1）胡经国《宇宙基础知识》全文目录一、前言二、宇宙的基本概念三、宇宙的组成与结构四、宇宙的年龄五、宇宙大爆炸起源概说六、宇宙大爆炸学说七、大爆炸宇宙模型八、宇宙大爆炸理论的论据九、宇宙有中心吗？十、宇宙大爆炸学说评价十一、十大可能外星生命发源地下面是正文一、前言1、关于宇宙微波背景辐射图的报道据《每日邮报》2010年报道，欧洲科学家利用“普朗克”天文望远镜完成了首张全天域宇宙微波背景辐射图。
该图成功地捕捉到了宇宙大爆炸起源的遗留痕迹，对于宇宙起源和演化过程的研究具有巨大的科学价值。
宇宙微波背景辐射，又称3K背景辐射，是一种充满整个宇宙的电磁辐射，是宇宙大爆炸产生的残余电磁辐射。
其特征与绝对温标2.725K的黑体电磁辐射相同；其频率属于微波范围。
绝对温标亦称开氏温标，用符号K表示。
它也是一种热力学温标。
该温标规定：摄氏零下273.15℃，为绝对温标的零点，称为绝对零点或绝对零度。
其分度法与摄氏温标相同，即绝对温标上相差1K时，摄氏温标上相差1℃；所不同的只是，绝对温标上水的冰点定为273.15K，沸点定为373.15K。
绝对零度等于零下273.15℃，约等于零下273℃。
上述历时6个月完成的宇宙微波背景辐射图，全景展示了孕育人类的银河系的现状，同时提供了宇宙形成之初的珍贵信息。
图像上遍布于整个银河的宇宙尘埃网络，是正在形成或已经开始其生命历程的新星的摇篮。
宇宙微波背景辐射图，为人类勾画出一张137亿年前大爆炸后新生宇宙的蓝图。
图片上颜色的深浅变化代表了温度和密度的细微差别。
从某种程度上说，恰恰是这些细微差别，使最初的宇宙的某些区域密度加大，最终演化成为今天的各大星系。
宇宙微波背景辐射覆盖整个宇宙。
但是，在这张图像上，许多部分都被银河掩盖了。
科学家将通过精密的数据分析，剥离出全宇宙的微波背景辐射信息，并希望能够从中得出大爆炸后宇宙膨胀的详细过程。
2、“普朗克”天文望远镜2009年5月14日，在法属圭亚那库鲁航天中心，欧洲阿丽亚娜5-ECA型火箭发射升空。
宇宙学的基本理论和发展历程
宇宙学的基本理论和发展历程宇宙学是研究宇宙中各种天体、物质分布、演化规律的学科，早在古代人类就开始探索宇宙的奥秘。
现代宇宙学的基础理论主要包括宇宙大爆炸、宇宙加速膨胀和宇宙背景辐射等，经过多年的观测和实验，这些理论已得到了相当程度的证实和确认。
本文将为大家介绍宇宙学的基本理论和发展历程。
一、宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸理论是现代宇宙学的基石，它认为，在约138亿年前，整个宇宙都集中在极小的一点上，称为“奇点”，然后突然爆炸，宇宙开始膨胀。
宇宙膨胀的速度越来越快，最终形成了我们今天所看到的庞大宇宙。
这一理论首先由比利时天文学家Georges Lemaître提出，后来由美国天文学家George Gamow等人进一步完善和推广。
今天，宇宙大爆炸理论已成为解释宇宙起源和演化的标准理论。
二、宇宙加速膨胀理论虽然宇宙大爆炸理论能够解释宇宙的起源和演化，但近年来的研究表明，宇宙膨胀的速度在加速。
这一发现让人们重新审视了宇宙的演化规律，并进一步提出了宇宙加速膨胀理论。
宇宙加速膨胀理论认为，宇宙的膨胀速度不断加快是由于一种称为“暗能量”的奇特能量在推动宇宙加速膨胀。
这一理论的提出使得宇宙学进入了一个新的阶段，并且正迎来新时代的科学探索。
三、宇宙背景辐射理论宇宙背景辐射是宇宙大爆炸时释放出的热辐射，是宇宙早期的重要信源之一。
宇宙背景辐射理论认为，宇宙大爆炸时释放出的热量，形成了一种低温宇宙辐射背景，能够提供大量关于宇宙演化史的信息。
通过对宇宙背景辐射的测量与分析，科学家们能够了解宇宙的年龄、结构演化等重要信息。
宇宙背景辐射的发现也被视为宇宙学的一项里程碑。
四、宇宙学的发展历程随着人们对宇宙的探索和理解不断深入，宇宙学也经历了从古代到现代，从单纯的哲学推断到复杂的实验观测的漫长历程。
早在公元前六世纪，古希腊哲学家安尼塔依依就提出了宇宙是无限的，面积是有限的观点。
中世纪，哥白尼等人提出了地球是宇宙的中心，而太阳是围绕地球旋转的学说。
关于宇宙的资料
关于宇宙的资料宇宙是指包含一切物质、能量、时空和物理法则的巨大空间，包括地球、太阳系、银河系和其他无数的星系、恒星和行星。
人类对宇宙的研究已经有数千年的历史，但至今仍然充满了未知和谜团。
宇宙的组成据现代天文学的研究，宇宙主要由以下几个组成部分构成：1. 星系：星系是由恒星、星云、行星和其他天体组成的巨大星际结构。
最著名的星系包括我们所在的银河系以及其他近邻星系，如仙女座星系和大麦哲伦云。
2. 恒星：恒星是宇宙中最基本的物质单位，是通过核聚变反应在内部释放能量的巨大气体球体。
恒星的大小、亮度和寿命各不相同，其中一些恒星会在耗尽燃料后发生爆炸，形成超新星。
3. 行星：行星是绕恒星轨道运行的天体，通常分为类地行星和巨大气态行星两大类。
类地行星类似于地球，有岩石表面，而巨大气态行星则拥有庞大的气体大气层。
4. 星云：星云是由气体和尘埃组成的大规模云状结构。
它们是恒星诞生的地方，包括行星的原始物质。
宇宙的起源宇宙的起源仍然是一个科学界争论的话题。
目前，有两个主要的宇宙起源理论：1. 大爆炸理论：大爆炸理论认为宇宙起源于一个巨大的爆炸，即大爆炸。
这个理论得到了大量观测数据的支持，如宇宙微波背景辐射和星系红移。
2. 多元宇宙理论：多元宇宙理论认为宇宙是一个无限多元的系统，包含了无数个平行宇宙。
每个宇宙都有不同的物理法则和初始条件。
宇宙的未知尽管人类对宇宙已经有了很多认识，但宇宙仍然存在许多未解之谜。
以下是一些仍然困扰科学家的问题：1. 黑暗物质：大约占宇宙总质量的27%，但我们至今无法直接观测到黑暗物质是什么。
2. 黑暗能量：黑暗能量是推动宇宙膨胀的一种未知形式的能量，占据宇宙总能量的68%。
3. 暗能量：暗能量是宇宙加速膨胀的原因，但我们对其本质知之甚少。
4. 宇宙背后的理论：目前我们尚未找到一种完整的理论来解释宇宙中的所有现象，如引力和量子力学的统一理论。
总结起来，宇宙是一片浩瀚神秘的领域，充满了未知和挑战。
宇宙名词知识点总结
宇宙名词知识点总结一、宇宙起源与演化1. 宇宙大爆炸理论（Big Bang Theory）：是关于宇宙起源的一种理论，它认为宇宙在约138亿年前因一次巨大的爆炸而产生，从而产生了时间、空间和物质。
大爆炸之后，宇宙经历了漫长的演化过程，形成了我们今天所见到的宇宙结构。
2. 宙学学说（Cosmology）：是研究宇宙起源、演化和结构的一门学科。
它涉及宇宙的形成、结构、演化、组成等多个方面，是与宇宙相关的一个重要领域。
3. 星际介质（Interstellar Medium）：是指填充在星际空间中的气体和尘埃。
它对于星体的形成和演化有着重要的影响，也是宇宙中重要的组成部分。
4. 星系（Galaxy）：是由数以亿计的恒星、气体、尘埃和暗物质等组成的庞大系统。
它们以万亿计的数量遍布宇宙，我们所处的银河系就是其中之一。
5. 星云（Nebula）：是由气体、尘埃和星际介质组成的云状物体，它们是恒星的诞生地，也是宇宙中美丽的景观。
有些星云可以持续几百万年，而有些则可能演化为新的恒星或行星。
二、宇宙结构和天体现象1. 恒星（Star）：是宇宙中发光的天体，它由氢和氦等物质组成，通过核聚变反应产生能量。
恒星是宇宙中的基本组成部分，也是地球及其他行星的能源来源。
2. 行星（Planet）：是围绕恒星运转的天体，它们通常是无独立发光的，但是能够反射恒星的光。
我们所处的地球就是一个行星，它和其他行星一样绕着太阳运转。
3. 星团（Star cluster）：是由许多恒星组成的天体系统，它们通常有聚集在一起的特点。
根据构成它们的恒星数量和性质，星团可以分为不同种类，如球状星团和开放星团等。
4. 星际尘埃（Interstellar Dust）：宇宙中存在的微小尘埃颗粒，它们是以固态形式存在的物质，对于星际区域的光学和红外观测产生了严重影响。
5. 天体现象（Celestial Phenomenon）：包括宇宙中的一系列现象，如超新星爆发、星云形成、黑洞吞噬星体等，这些现象的研究有助于我们理解宇宙的演化。
宇宙的奥秘宇宙学知识点
宇宙的奥秘宇宙学知识点宇宙，是无边无际的宏伟空间，拥有着无尽的奥秘与知识点。
宇宙学作为研究宇宙的学科，探寻着宇宙的起源、演化和组成，为我们揭示了许多关于宇宙的奥秘。
在这篇文章中，我将为你介绍一些关于宇宙学的知识点，带你一窥宇宙的神秘面纱。
一、宇宙的起源和演化宇宙的起源自大爆炸理论被广泛接受。
据该理论，大约138亿年前，宇宙起源于一次巨大的爆炸，将所有物质和能量从一个高度密集的初始状态释放出来。
自大爆炸以来，宇宙经历了持续的膨胀和演化，形成了我们今天所看到的宇宙结构。
二、黑洞黑洞是宇宙中最神秘的存在之一。
它是由质量异常巨大的恒星坍缩而成，质量越大的恒星坍缩形成的黑洞也越大。
黑洞的特殊之处在于其巨大的引力场，甚至连光也无法逃离其引力。
黑洞的周围形成了称为事件视界的地方，一旦物体越过这一线，就无法再返回。
三、暗能量和暗物质暗能量和暗物质是宇宙中还未被完全理解的两个概念。
暗物质是一种无法直接观测到的物质，据估计，宇宙中约有27%的暗物质。
而暗能量是一种反重力的能量，它占据了宇宙能量密度的约68%。
暗能量和暗物质的存在对于宇宙学和天体物理的理解至关重要，它们的性质和起源仍然是科学界研究的重要课题。
四、宇宙微波背景辐射宇宙微波背景辐射是宇宙演化过程中的重要遗迹之一。
它是由大爆炸后的宇宙残余辐射而产生的。
这种辐射呈现出均匀的分布，并在宇宙中无处不在。
研究宇宙微波背景辐射能够提供宇宙起源和演化的重要线索，进一步揭示宇宙的奥秘。
五、宇宙中的其他天体宇宙中不仅仅只有地球和恒星，还存在着众多神秘的天体。
例如，星系是由巨大数量的恒星和星际物质组成的庞大系统。
星系可以分为椭圆星系、螺旋星系和不规则星系等不同类型。
此外，还存在着类星体、星际尘埃和星云等宇宙中的其他天体，它们各自都蕴含着宇宙演化和物质运动的重要信息。
六、宇宙学的未来发展随着科学技术的不断进步，宇宙学的研究也取得了巨大的突破。
未来，我们将进一步挖掘宇宙的奥秘，发掘更多宇宙学的知识点。
宇宙 宇宙学名词
宇宙宇宙学名词
宇宙（Universe）在物理意义上被定义为所有的空间和时间（统称为时空）及其内涵，包括各种形式的所有能量，比如电磁辐射、普通物质、暗物质、暗能量等，其中普通物质包括行星、卫星、恒星、星系、星系团和星系间物质等。
宇宙还包括影响物质和能量的物理定律，如守恒定律、经典力学、相对论等。
大爆炸理论是关于宇宙演化的现代宇宙学描述。
根据这一理论的估计，空间和时间在137.99±0.21亿年前的大爆炸后一同出现，随着宇宙膨胀，最初存在的能量和物质变得不那么密集。
最初的加速膨胀被称为暴胀时期，之后已知的四个基本力分离。
宇宙逐渐冷却并继续膨胀，允许第一个亚原子粒子和简单的原子形成。
暗物质逐渐聚集，在引力作用下形成泡沫一样的结构，大尺度纤维状结构和宇宙空洞。
巨大的氢氦分子云逐渐被吸引到暗物质最密集的地方，形成了第一批星系、恒星、行星以及所有的一切。
空间本身在不断膨胀，因此当前可以看见距离地球465亿光年的天体，因为这些光在138亿年前产生的时候距离地球比当前更近。
虽然整个宇宙的大小尚不清楚，但可以测量可观测宇宙的大小，估计其直径为930亿光年。
在各种多重宇宙论中，一个宇宙是一个尺度更大的多重宇宙的组成部分之一，各个宇宙本身都包括其所有的空间和时间及其物质。
随着巡天观测技术水平的逐步提高，人类不断尝试绘制整个宇宙的全貌。
2021年1月14日，国家天文台北京-亚利桑那巡天(BASS)团队和暗能量光谱巡天(DESI)团队联合发布最新巨幅二维宇宙地图。
量子物理与宇宙学的书籍
量子物理与宇宙学的书籍量子物理和宇宙学是现代科学中非常重要的领域。
它们涉及到宏观世界和微观世界的本质，以及整个宇宙的起源和演化。
以下是一些关于量子物理和宇宙学的经典书籍：1. 《量子力学及其应用》(Principles of Quantum Mechanics)，作者：Paul Dirac。
这是一本经典的量子力学教科书，详细介绍了量子力学的基本原理和应用。
2. 《宇宙的起源》(The Origin of the Universe)，作者：JohnD. Barrow。
这本书讲解了宇宙的演化史和宇宙学的基本原理，以及人类对宇宙的认识和探索。
3. 《黑洞简史》(A Brief History of Time)，作者：Stephen Hawking。
这本书介绍了宇宙的基本结构、黑洞的形成和性质，以及时间和空间的本质等问题。
4. 《量子物理学：经典概念与现代发展》(Quantum Mechanics: Concepts and Modern Developments)，作者：Nouredine Zettili。
这是一本介绍量子力学的教科书，详细讲解了量子理论的基本概念、数学工具和现代应用。
5. 《宇宙：时间之旅》(The Universe: A Time Traveler's Guide)，作者：J. Richard Gott。
这本书介绍了宇宙的历史和演化，以及人类如何通过观测和理论构建出对宇宙的认识。
6. 《量子力学：历史、解释和实践》(Quantum Mechanics: History, Interpretations, and Practices)，作者：Mehdi Hassani。
这本书综合了量子力学的历史、哲学、实验和应用，对量子理论的现代发展进行了详细的介绍。
以上是一些关于量子物理和宇宙学的经典书籍，它们对于理解现代科学和宇宙的本质有着重要的贡献。
宇宙中的科学知识
宇宙中的科学知识一、宇宙的起源与演化宇宙的起源是一个引人入胜的科学问题。
据现代宇宙学理论，宇宙起源于约138亿年前的一次大爆炸，即大爆炸理论。
大爆炸后，宇宙开始膨胀，物质开始聚集形成星系、恒星和行星等天体。
随着时间的推移，恒星在宇宙中燃烧并产生能量，同时也会经历演化，最终形成黑洞或白矮星等天体。
二、宇宙的结构宇宙的结构是指宇宙中各种天体的分布和排列方式。
宇宙中最大的结构是宇宙大尺度结构，包括星系团和超星系团等。
宇宙中的星系团是由多个星系组成的庞大天体，而超星系团则是由多个星系团组成的更大规模的结构。
此外，宇宙中还存在大量的星系、恒星和行星等。
这些天体的排列和分布规律揭示了宇宙的演化过程。
三、宇宙的黑暗物质和黑暗能量黑暗物质和黑暗能量是宇宙中的两个重要概念。
黑暗物质是指无法通过电磁波辐射来直接观测到的物质，但通过其引力作用可以间接证明其存在。
黑暗能量则是指填满整个宇宙的一种特殊能量形式，其作用是推动宇宙的加速膨胀。
黑暗物质和黑暗能量在宇宙中占据了绝大部分的比例，对宇宙结构和演化产生了重要影响。
四、宇宙微波背景辐射宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸之后产生的残留热辐射。
它是宇宙辐射场中的一个重要组成部分，也是宇宙学研究中的重要观测对象。
通过对宇宙微波背景辐射的观测，科学家可以了解宇宙早期的演化过程，验证宇宙大爆炸理论，并获取有关宇宙结构和组成的重要信息。
五、宇宙中的引力波引力波是爱因斯坦广义相对论预言的一种波动现象。
它是由质量物体在运动或变形时所产生的扰动，通过时空传播。
宇宙中的引力波是由于质量物体（如黑洞、中子星等）在运动或碰撞时所产生的，具有非常微弱的信号。
科学家通过探测引力波，可以进一步验证广义相对论，研究黑洞、中子星等极端物理现象，以及揭示宇宙的演化和结构。
六、宇宙中的暗能量暗能量是一种导致宇宙加速膨胀的能量形式，与黑暗能量不同。
它的存在和性质至今仍然是一个待解决的科学问题。
暗能量的存在可以解释宇宙加速膨胀的观测结果，但其具体性质和来源仍然不明确。
宇宙的知识点大全
宇宙的知识点大全一、宇宙的概念。
1. 定义。
- 宇宙是所有空间、时间、物质及其等所组成的整体。
它包含了我们所能观测到的一切，以及那些目前还无法观测到的部分。
2. 哲学与科学中的宇宙概念。
- 在哲学上，宇宙是一个抽象的、无所不包的概念，探讨宇宙的起源、存在的意义等深层次问题。
例如，古希腊哲学家亚里士多德认为宇宙是一个有限的、以地球为中心的球体，这种观点影响了西方世界很长时间。
- 在科学中，宇宙的概念基于实证研究。
现代科学通过观测、实验和理论模型来描述宇宙的结构、演化等方面。
二、宇宙的起源。
1. 大爆炸理论。
- 基本观点。
- 大爆炸理论认为，宇宙源于一个极度高温、高密度的奇点。
在大约138亿年前，这个奇点发生了爆炸，释放出了巨大的能量和物质，宇宙也就此开始膨胀。
- 证据支持。
- 宇宙微波背景辐射：这是一种均匀分布于整个宇宙空间的微弱电磁辐射，其频谱具备热辐射特征，温度均匀，约为2.725K。
这种辐射被认为是大爆炸的“余晖”，是宇宙早期高温高密度状态遗留下来的痕迹。
- 哈勃定律：通过对星系的观测发现，星系退行速度和它们与地球的距离成正比。
这意味着宇宙在不断膨胀，而如果把时间倒推回去，宇宙就会收缩到一个点，这为大爆炸理论提供了有力的证据。
- 元素丰度：宇宙中氢、氦以及少量锂等轻元素的相对丰度与大爆炸理论预测相符。
在早期高温高密度的宇宙环境中，通过核合成过程形成了这些元素。
2. 其他宇宙起源假说。
- 稳态理论：该理论曾在20世纪中叶被提出，认为宇宙在大尺度上是不变的，虽然宇宙在膨胀，但物质会不断地被创造出来以保持宇宙的平均密度不变。
随着更多证据支持大爆炸理论，稳态理论逐渐被放弃。
- 膜宇宙理论：这是一种基于弦理论的假说。
该理论认为我们所处的宇宙是一个高维空间中的“膜”，宇宙的起源可能与膜之间的相互作用有关，比如膜的碰撞等，但目前这种理论还缺乏足够的实验证据。
三、宇宙的结构。
1. 天体系统层级。
- 行星系。
标准宇宙学模型
2011诺贝尔物理学奖授予了三位杰出的天体物 理学家。他们对超新星进行了系统的观测，发现宇 宙正在加速膨胀。此前数年，物理学界一直认为宇 宙膨胀的速度是恒定的，或者是越来越慢的。
和暗能量
1 8G Rik gik R gik 4 Tik 2 c
WMAP: the best-fit cosmological model
约100万个星系在30 度天空范 围和20亿光年距离内的分布
2）从宇宙中任何一点进行观测，观察到的物理 量和物理规律是完全相同的，没有任何一处是特 殊的,即：宇宙没有中心。
1922年弗利德曼(A.Friedmann, 18881925)假设宇 宙在膨胀，从而求出了不带宇宙项的爱因斯坦引力场 方程的通解，得到了一个膨胀的、有限无界的宇宙模 型，这就是弗利德曼宇宙模型。在这个模型中，星系 之间的分离速度与它们之间的距离成正比。
六、宇宙的未来
宇宙的膨胀史依赖于宇宙中物质的总密度和 可能的非零“宇宙学常数”，这一常数可能代 表宇宙中的一种“暗能量”。 理论揭示在宇宙几何是平直的情况下，物质 和能量的总密度取其“临界值”。
现在我们用大爆炸宇宙学讨论宇宙膨胀的规律。
dR 2 8G 2 2 ) c R 由式 ( dt 3
将宇宙物质临界密度的表达式代入式 (1) ，曲率指 数可表示为 8GR 2 [ c ] 2 3c
如果取宇宙现在的量值，则曲率指数可表示为8GR0 3c
2
2
[ 0 0 c ]
上两式表示，代表宇宙几何性质的曲率指数 的 取值(1、1或0)，与宇宙物质的平均密度相对于临 界密度的大小 (0>0c 、 0<0c 或 0=0c) 反映了宇宙 的同样性质的问题。
现代宇宙学简介(2)
四十年后，这种天文观测和理论的尴尬遭遇又 再次上演。天文学家观测星系中恒星的运行速 度，观测的结果让他们目瞪口呆： 围绕星系中心旋转的恒星，无论距离远近，旋 转速度趋于一致。
当你把一切不可能的结论都排除之后，那剩下的， 不管多么离奇，也必然是事实。 ——夏洛克.福尔摩斯
暗能量
观测一：
什么叫测到了真空能？
真空能肯定被测到了吗？
关于真空能（暗能量）问题
何谓真空？ 经典物理： 量子物理：
真空 = 完全没有物质 真空能密度只能是零． 真空 = 场处于基态 真空能密度不一定为零．
若不为零，它将产生引力．
关于真空能（暗能量）问题
什么叫测到了真空能？
1. 真空产生的引力只能用广义相对论处理。 2. 真空产生的是斥性引力。( Repulsive gravity ) 3. 测到的是宇宙在加速膨胀。人们把它作为真 空能存在的证据。
Before WMAP
WMAP
High precision
精确宇宙学的诞生
结
语
Kelvin：19世纪物理学
物理学正是一片晴空，但也还有两朵乌云：
“以太”与“黑体谱”——导致了世纪性的革命 ——相对论与量子力学。
现在也有两朵乌云（三朵？四朵？）： “暗能量”与“暗物质”——会导致什么？
暗能量在召唤新的Einstein！将会出什么新的“招”？
宇宙成分分配
Ostriker & Steinhardt, 2003, Science, 300, 1909
暗能量： 73%； 暗物质： 23%； 普通物质: 4%（恒星, 星系际气体, 辐射, 黑洞, …）
宇宙的知识大全
宇宙的知识大全宇宙，是一个神秘而广阔的领域，包含着无数的星球、恒星、星系和星云。
人类对宇宙的探索始于远古时代，随着科学技术的发展，我们对宇宙的认识也越来越深入。
本文将为您详细介绍宇宙的知识，带您一起探索这个神秘的宇宙世界。
首先，让我们来了解一下宇宙的起源。
据现代宇宙学的大爆炸理论，宇宙起源于约138亿年前的一次大爆炸，从此之后，宇宙开始不断膨胀。
在宇宙膨胀的过程中，各种天体逐渐形成，星系、恒星、行星等在宇宙中诞生。
这一切的发展变化构成了宇宙的演化史，也是我们对宇宙起源的认识。
接下来，我们将介绍宇宙中的各种天体。
首先是星系，星系是由恒星、行星、气体、尘埃等组成的大型天体系统。
我们所在的银河系就是一个典型的星系，它包含了数百亿颗恒星，以及大量的行星和其他天体。
而在更远的宇宙中，还有许多其他类型的星系，如椭圆星系、螺旋星系等。
每个星系都有其独特的特点和结构，是宇宙中重要的组成部分。
除了星系，恒星也是宇宙中的重要天体。
恒星是宇宙中发光和产生能量的天体，它们的能量来自核聚变反应。
太阳就是我们所在的星系中最重要的恒星，它为地球提供了光和热，维持了地球上生命的存在。
而在宇宙中，还有许多其他类型的恒星，如红巨星、白矮星、中子星等，它们的形成和演化过程也是宇宙中的重要研究课题。
此外，行星、卫星、小行星、彗星等也是宇宙中的重要天体。
行星是绕恒星运转的天体，它们的大小、质量、组成等各不相同。
我们所在的地球就是一颗行星，它是我们生命存在的家园。
而卫星则是围绕行星运转的天体，它们有的是天然的，有的是人造的。
小行星和彗星则是宇宙中的小型天体，它们的运动轨迹和组成结构也是科学家们关注的焦点。
最后，让我们来了解一下宇宙中的宇宙尘埃、黑洞、暗物质等神秘物质。
宇宙尘埃是宇宙中的微小颗粒，它们散布在宇宙中的各个角落，是星体形成的原料。
黑洞是宇宙中的一种特殊天体，它的引力非常强大，连光都无法逃脱。
暗物质是一种未被直接观测到的物质，但据推测，它占据了宇宙中绝大部分的物质。
《宇宙学概论》课件
近代宇宙学
随着科学技术的进步，尤 其是观测手段的革新，近 代宇宙学逐渐形成和发展 。
现代宇宙学
借助现代观测技术和理论 物理的发展，现代宇宙学 取得了巨大的成就，对宇 宙的认识越来越深入。
02
宇宙的起源与演化
大爆炸理论
总结词
大爆炸理论是目前对宇宙起源和演化的最广泛的科学模型之 一，它认为宇宙起源于一个极度高温和高密度的状态，被称 为大爆炸。
详细描述
多重宇宙理论认为，我们所处的宇宙只是无数个可能宇宙中的一个，每个宇宙可能有不 同的物理定律和初始条件。这一理论为解决一些宇宙学难题提供了新的思路，例如宇宙
学常数问题和宇宙起源问题。
量子引力理论
总结词
量子引力理论旨在将量子力学和引力理 论统一起来，解决大统一理论中的问题 。
VS
详细描述
在量子引力理论中，引力被描述为微观粒 子之间的相互作用。目前，量子引力理论 仍在发展阶段，尚未形成一个完整和一致 的理论框架。然而，这一领域的研究对于 深入理解宇宙的本质和探索新的物理现象 具有重要意义。
宇宙的终极命运
总结词
宇宙的终极命运是一个关于宇宙未来演化的假说，包 括膨胀、收缩、热寂等不同结局。
详细描述
根据不同的理论和观测数据，宇宙的终极命运可能是多 种多样的。例如，如果宇宙的膨胀速度持续加速，那么 宇宙最终可能会走向“热寂”，即宇宙中的所有物质和 能量都均匀分布，达到热平衡状态。另一方面，如果宇 宙中的物质密度足够高，那么宇宙可能会重新收缩到一 个奇点，重新开始一个新的膨胀周期。对宇宙终极命运 的研究有助于我们深入理解宇宙的起源、演化和最终归 宿。
详细描述
大爆炸理论认为宇宙起源于一个极度高温和高密度的状态， 被称为大爆炸。在这个理论中，宇宙从一个极度压缩和高热 的状态开始膨胀，并且宇宙中的物质和能量在宇宙的演化过 程中逐渐形成。