磁单极驱爆超新星等天体能源的统一模型
宇宙起源和演化的理论模型
宇宙起源和演化的理论模型宇宙，作为我们所处的整个宇宙系统，其起源和演化一直以来都是人类关注的焦点之一。
为了解释宇宙的形成以及随后的演化过程，科学家们提出了一系列的理论模型。
本文将介绍几种主要的宇宙起源和演化的理论模型，并探讨它们的解释力和局限性。
1. 大爆炸理论大爆炸理论是目前宇宙起源和演化的主流理论。
根据该理论，宇宙起源于约138亿年前的一个极其高温高密度的奇点，随后经历了爆炸扩张，形成了我们现在所看到的宇宙。
据研究显示，这个爆炸扩张过程中的宇宙物质逐渐冷却凝聚，形成了星系、星体、行星等各种结构。
2. 奇点理论奇点理论认为宇宙的起源源于一个奇点，称为“原初奇点”。
在这个奇点中，时间和空间均不存在，也无法用我们熟悉的物理学规律来描述。
奇点理论提出了一种可能性，即宇宙的起源并非唯一，而是宇宙周期性地经历奇点到奇点的演化过程。
然而，奇点理论依然存在着许多未解之谜，如奇点的具体性质以及宇宙周期性演化的证据等。
3. 平衡态理论平衡态理论认为宇宙的起源并非突然的爆炸，而是一个平衡态的演化过程。
根据该理论，宇宙形成于一个永恒的静态状态，并通过其中物质和能量的转换与流动来维持平衡。
平衡态理论对宇宙中物质的演化过程进行了详细的描述，并通过数学模型进行了验证。
然而，该理论也存在一些难以解释的问题，如宇宙背景辐射的存在与演化过程中能量守恒的问题。
4. 弦论弦论是一种试图统一所有基本力和物质的理论。
根据弦论，宇宙的起源是由于宇宙中存在着一维的弦状物体，不断振动并产生各种不同的共振态，进而演化形成了宇宙的各种结构。
弦论提供了一种可能性，即宇宙起源的过程可以通过微观粒子物理的角度来解释。
然而，弦论目前仍然处于发展阶段，还需要更多的实证数据和研究来验证其真实性。
总的来说，宇宙起源和演化的理论模型包括大爆炸理论、奇点理论、平衡态理论和弦论等。
每种理论模型都试图解释宇宙的形成和演化过程，但也都存在一些未解之谜和困惑。
随着科学技术的不断进步和研究的深入，我们相信对宇宙起源和演化的理解将会不断深化，揭示出更多关于宇宙的奥秘。
超大真空统一场论
Ⅰ.真空是由无限多个致密均匀的大小是hf的连续介质组成，换言之，是hf “粘接”组成的真空介质。hf为 真空基本单元。Ⅱ.真空基本元在变形后表现出维度特性，维度方向由应变决定，维度具有独立性。Ⅲ.真空基本 单元hf可以有小变形，并且存在拉伸和压缩极限，沿某一方向上的极限形变量为H/2。在拉伸和压缩极限范围内 发生弹性变形，一旦超过变形极限，真空就会破裂。Ⅳ.真空变形会降低其传播能力。
整个理论建立在真空应变的基础上，以真空性质基本假设为理论出发点，通过不同形式的真空应变形态得到 物理学，据此构建一个满足：自洽、他洽、续恰的理论体系。
空间结构
1
量子场内禀坐 标架
2
量子场外部坐 标架
3
量子场混合坐 标架
4
时空嵌子场的内部内部结构，需要在量子场的内部建立一个坐标系，场函数表述为。
弱作用中弱电耦合常数之间的关系弱作用是不稳定高能态费米子内禀场发生衰变分离，而形成多个较稳定的 低能态费米子。轻子弱相互作用的本质是轻子态的粒子通过释放中微子由高能态衰变为低能态的过程。对于费米 子而言，内部的应变场就是静态弱力场。处于低能态的粒子是最稳定的。弱作用是高能态粒子中心点的分裂，粒 子由高能态回到低能态。这有点像细胞分裂。当中心点由一个变成两个时，弱作用也就结束了，所以弱相互作用 的力程特别短。温伯格角计算：认为弱作用是不稳定高能态费米子内部发生衰变分离，高能态粒子中心点分裂， 而形嗯成多个较稳定的低能态费米子。当球状中心区分裂结束，弱作用也就结束了，所以弱相互作用的力程极短。 根据内禀半向空间衰变分离过程，可计算出理论值，实验值，是温伯格角。
认识星空_华中农业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
认识星空_华中农业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.超新星的分类主要依据它的参考答案:光谱_光变曲线2.下图中哪段时期火星在向西“逆行”？【图片】参考答案:03/06-05/183.Cygnus X-1被认为一个黑洞候选体，做出这一判断的依据是【图片】参考答案:X射线光变时标小于1s，说明辐射X射线的天体的直径不超过km_由伴星谱线的多普勒位移，推测出另颗星的质量大于中子星质量上限4.以下关于星族III恒星的描述错误的是参考答案:星族III恒星发出的可见光辐射随宇宙膨胀已经红移到了微波波段5.一般来说星团中的成员星具有相同的参考答案:化学元素丰度_年龄6.1980年代，维拉·鲁宾通过以下哪项工作使科学界广泛接受暗物质存在的观念的？参考答案:观测漩涡星系的旋转曲线7.人类第一颗人造卫星是哪个国家发射的？参考答案:苏联8.黑洞能产生以下物理效应参考答案:时间膨胀_引力透镜_潮汐力_引力红移9.最早用望远镜发现了木星的4颗卫星的科学家是？参考答案:伽利略10.下列关于中子星的说法正确的是？参考答案:其是由英国女天文学家乔瑟琳•贝尔于1967年发现。
_其又被称为“脉冲星”。
_其直径为几十千米，质量相当于太阳的质量，密度极高，约为水的10的14次方倍，大体相当于原子核内部的密度。
_一个重要特征是存在强度极高的磁场，超过10的12次方高斯。
11.下面关于木星的结构说法正确的是？参考答案:木星内部7000千米的深处，氢呈液态。
_深度大约60000千米处，存在一个由岩石、金属和氢元素化合物组成的固态内核。
_从木星表面到内部，温度和密度都越来越高。
12.活动星系核的统一模型包含的结构有【图片】参考答案:超大质量黑洞_喷流_吸积盘_气体云13.发现火星上最大峡谷水手谷的探测器是？参考答案:水手9号14.关于双星，以下说法正确的是参考答案:双星研究有助于检验广义相对论_双星研究有助于测量恒星的质量_双星研究有助于寻找黑洞15.下列关于赫罗图说法正确的是？参考答案:赫罗图的横坐标也可用恒星的光谱型、色指数，纵坐标也可用恒星的绝对星等表示。
初探磁单极子相关理论
02
磁单极子的理论预测
大统一理论和磁单极子
磁单极子在大统一理论中扮演着重要 的角色，该理论认为磁单极子是宇宙 中唯一能够携带净磁荷的粒子。
磁单极子的研究有助于深入理解大统 一理论的基本原理和宇宙的起源。
大统一理论预测了磁单极子的存在， 并认为它们在宇宙早期的相变过程中 产生。
量子引力理论与磁单极子
义。
弦论预测了磁单极子的存在，并 认为它们是宇宙中基本的几何结
构。
弦论中的磁单极子研究有助于揭 示宇宙的更深层次结构和理解弦
论的基本原理。
03
磁单极子的实验探测
直接探测方法
磁场测量
通过高精度的磁场测量设备，直 接探测磁单极子产生的磁场。
粒子计数
在特定实验环境下，通过计数磁 单极子通过探测器时的粒子数量 ，确定磁单极子的存在。
在宇宙射线的研究中，磁单极子也被用来描述射线粒子的 传播和扩散过程，以及它们与星际介质和星体的相互作用 。
磁单极子在凝聚态物理中的应用
凝聚态物理中，磁单极子理论被用来描述和研究磁性材料和自旋电子学中的一些 现象。由于磁单极子的存在可以导致特殊的磁学性质和电子行为，因此对磁单极 子的理解和控制对于发展新型磁存储器和自旋电子器件具有重要意义。
在粒子物理实验中，磁单极子的存在可以通过一些特殊的现 象来间接证明，例如在宇宙射线中观测到的奇异轨迹和异常 的能量分布。
磁单极子在天体物理中的应用
天体物理中，磁单极子理论被用来解释宇宙中的磁场起源 和演化。磁单极子的存在被认为是宇宙磁场的一种理想模 型，有助于理解恒星、星系和星系团等天体的磁场结构和 演化。
磁单极子的历史背景
磁单极子的概念最早由苏格兰物 理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 提出，他通过数学模型预测了磁
活动星系核(AGN)统一模型简述
活动星系核（AGN）统一模型简述天体物理系PB04203071 汪洋活动星系核是近来天体物理学中非常活跃的研究领域。
因为活动星系核涉及到天体物理中的最基本的问题，他在能量产生、辐射机制和宇宙论这些基本问题中占有关键的地位。
通过对活动星系核的研究，能够验证一些在实验室条件下无法产生的物理过程，验证一些重要的物理规律。
活动星系核的研究主要是源于对于特殊星系得研究。
与普通星系相比，特殊星系表现出不同寻常的特殊性质：包括形态上有致密的核区；核区有很高的光度，有强射电、红外和X 光辐射，且光度变化快，有较强的偏振；它们的光谱中会都有较宽的发射线，以及在通常情况下很难出现的高激发、高电离的禁线；在动力学特征上，特殊星系中在核区周围可以观察到高速的、非圆周运动的天体。
可以看到，特殊星系得特殊性主要的就集中在它的核区上。
由于观测到的特殊星系有很多不同的形态（正是因为他们不同于通常星系，无法划分类别，才将其归于特殊星系中），所以各种活动星系核之间有很大的差别。
也正因为如此，对这些星系核的分类以及建立模型是非常重要的。
最理想的情况是，用一个模型就能个解释所有的这些现象，这样显然就会对研究产生极大的帮助。
而且统一的模型也符合物理规律的“简单，普遍”的性质。
而直到目前的研究，有一种理论能够很好的解释AGN的很多性状，这就是黑洞吸积盘的模型。
这个模型也迄今为止被认为是比较完美的一个模型。
这个理论的基本思想使：在这些活动星系核的中心有一个巨大的黑洞，在黑洞周围围绕着星际尘埃形成巨大的吸积盘。
这正是活动星系和巨大能量的来源，高能射电、红外、X光辐射，以及光谱中的禁线等等，都可以用黑洞吸积模型所产生的极端条件来解释。
另一方面，活动星系核的活动周期，光度，谱线的不同可以用吸积盘的遮蔽来解释，AGN的不同主要是由于观测上的原因。
这就是黑洞吸积盘模型的一个示意图：一个环状的吸积盘围绕在中央黑洞的周围。
要了解活动星系核的这个模型，首先应该先直到对于活动星系和分类以及他们的特性和相互之间的不同，这样才能够对于怎样用统一模型去解释活动星系核有所理解。
超统一场论
a0 p = 2.103193 ×10−14 cm a0 n = 2.100305 ×10−14 cm a0 e = 3.86144 ×10−11 cm
-3-
5、自由态粒子的波动方程及场方程 5.1、呈柱面波动的粒子 呈柱面波动的粒子，它的运动由自旋运动和动能运动两部分构成，波动方程如下：
x = a cos(ωt + ϕ ) y = a sin(ωt + ϕ ) z = Vt
和波动相联系的场方程如下：
-4-
1 mV 2 T 2 …………………………………………………………(5) G= = S S
Gf =
φ
Sf
=
hω …………………………………………………………(6) Sf
由此可知，和场方程（5）相联系的作用方向是 z 方向；和场方程（6）相联系的作用方向 是 F（x，z）平面。而处于动能拉面上的粒子，则会受到动能场和自旋场的双重作用。 6、束缚态粒子 所谓束缚态粒子，是指两个或两个以上的粒子之间，彼此相互作用而产生的稳定状态。 产生稳定状态的充要条件是： 6.1.相互作用是同期性的。 6.2.相互作用的粒子静质量和球半径相差很小，属统一级别的粒子。 6.3.公转半径要大于他们的自旋半径。 从柱面波动和平面波动的性质知道，只有柱面波动的粒子之间，才会产生束缚态。处于 束缚态下的粒子除了原来的自旋运动外，动能运动变成了圆周运动。它的波动是圆环波动， 波动方程如下：
1 ，是因为一个电荷的静电能，是电子静能量的 137
1 。 137
3.8.重力是一种系统力，它与支配天体运动的力从性质上讲是一致的，但它们也有区别： 支配天体运动的力存在于整个宇宙空间，而重力只存在于分子线度上的连续媒介系统；支配 天体运动的力的方向是单一的。而重力的方向是多向的。
物理学的统一理论
物理学的统一场理论云南曲靖曲煤焦化黄兆荣一、概述：统一场理论是将宇宙中四种基本力：即引力、电磁力、强力、弱核力统一成一种力，强力最早认识到的质子、中子间的核力属于强相互作用力，是质子、中子结合成原子核的作用力，后来进一步认识到强子是由夸克构成的，强相互作用力是夸克之间的相互作用力。
强相互作用力最强，也是一种短程力。
强力是作用于强子之间的力，是所知四种宇宙间基本作用力最强的，其作用范围在10-15m范围内。
强相互作用克服了电磁力产生的强大排斥力，把质子和中子紧紧粘合为原子核。
强力是强大的引力，是质子和中子之间强大的引力，质子和中子还有小的斥力，如果没有斥力作用，那么质子和中子就成为一体了，要么是质子，要么是中子。
质子和中子之间还是有距离的，有空隙，那么就有物质，这种物质与原子核和电子之间的物质是同一种物质，与夸克之间的物质也是同一种物质，是电磁物质，只要有空隙的地方都有电磁物质，当然已经知道的这些粒子都是电磁物质的集合（聚集）。
弱核力是造成放射性原子核或自由中子衰变的短程力，作用于所有物质粒子，而不作用于携带力的粒子。
1967年伦敦帝国学院的阿伯达斯·萨拉姆和哈佛的史蒂芬·温伯格提出了弱作用和电磁作用的统一理论，弱核力（弱力）是电磁力。
是电子与质子之间的相互作用力，有引力也有斥力，二者之间也是有空隙（空间），空间中就有物质，当然也是电磁物质。
电磁力是处于电场、磁场或电磁场的带电粒子所受到的作用力。
引力，是指具有质量的物体之间加速靠近的趋势，任何两个物体之间都存在引力,任何两个物体之间都存在这种吸引作用.物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,称为万有引力。
质量表示物体惯性大小的物理量。
数值上等于物体所受外力和它获得的加速度的比值，有时也指物体中所含物质的量。
物质指不依赖于人们的意识而存在，又能为人们的意识所反映的客观实在。
是由原子、分子组成的。
分子是由组成的原子按照一定的键合顺序和空间排列而结合在一起的整体。
统一场夸克八叠态的数学模型
统一场夸克八叠态的数学模型发布时间：2022-03-11T08:10:31.398Z 来源：《科技新时代》2022年1期作者： 1崔成元 2赵海洋 3赵立武[导读] 宇宙质体量子自洽场［4］，从太阳系到光子八壳层统一场［14］，推定光子核夸克对八叠态，夸克，是宇宙强+弱+电磁+引力的基础因子，夸克八叠态亦是宇宙质体量子自洽场基础因数。
反引力空间［1］是随机相互作用质体间的必然产物，亦是宇宙物质从无到有，既宇宙的源动力。
中国广东省惠州市大亚湾区应用量子物理学课题组516000；摘要：宇宙质体量子自洽场［4］，从太阳系到光子八壳层统一场［14］，推定光子核夸克对八叠态，夸克，是宇宙强+弱+电磁+引力的基础因子，夸克八叠态亦是宇宙质体量子自洽场基础因数。
反引力空间［1］是随机相互作用质体间的必然产物，亦是宇宙物质从无到有，既宇宙的源动力。
关键词：统一场质体核；夸克八叠态；夸克对；上夸克；下夸克；卆夸克；卡-丘空间墙；宇宙统一场基础因子-基础因数； 1统一场质体核→夸克对&量子密码［7］光子狭缝实验证明，光子的七色光，是由光子外层的7个壳层可见光频率决定的。
由此推定光子核是一个夸克对构成：（z↑Enγ）→（z↑E1γ）+（z↑E2γ）+（z↑E3γ）+……+（y↑E8夸克2）；统一场质体核：（z↑E1核）←（z↑En统一场）-（z↑E2统一场）-（z↑E3统一场）-…-（y↑E8统一场）；逆等换［9］。
2统一场量子自洽场八壳层内驱→夸克八叠态&量子密码夸克八叠态：（z↑En夸克）→（z↑E1夸克）+（z↑E2夸克）+（z↑E3夸克）+……+（y↑E8夸克）；夸克对，由阴-阳两个夸克闭合构成（图3.1 C-D）。
3夸克八叠态的数学模型相对静止的卆夸克，由阴-阳夸克对、2×8=16叠定态、相对静止（图3.1A）： 3.1卆夸克数学模型在空间度D°→临界速率变换值［4］λ→重力加速度常数g≠0的空间里，夸克质量M、能量E、半径R与临界恒量刀的关系式：R=刀E1/2；或R=刀M1/2；相对静止夸克二叠层间夹角2×11.25°既太阳黄-白道夹角（图3.1B），地球量子自洽场的表现为23.5°，太阳系量子自洽场的表现为25度，各体系不同。
大爆炸宇宙论
现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里， 宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。该理论的创始人之一是伽莫夫。 1946年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论，认为宇宙由大约140亿年前发生的一次大爆炸形成。上世纪末， 对Ia超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，因为宇宙可能大部分由暗能量组成。
膨胀空间
膨胀空间的基本概念可通过一项简单的模拟来加以理解。想象在一条松紧带上缝有一排纽扣。假定从松紧带 的两端把它拉长，结果所有的纽扣都彼此远离。不论我们选择从哪个纽扣来看，它邻侧的纽扣似乎都在远离，而 且这种膨胀是处处相同的，不存在特殊的中心。当然，我们在画这排纽扣时，它有一个中心纽扣，但这与系统的 膨胀方式毫不相干。只要把这条带纽扣的松紧带无限加长，或环成一个圆圈，这个中心便不再存在了。
珀尔马特、里斯和施密特的研究对象，是一些大质量恒星在演化后期伴随星核与星壳分离出现的一种现象， 即超级规模大爆炸。质量相当于太阳的8至25倍的恒星以超新星爆发方式结束“生命”，而恒星外侧气体包则高 速抛离，所显现的绝对光度可超过太阳光度100亿倍。分析特定类型的超新星爆发，珀尔马特、里斯和施密特所 属的研究小组发现，超过50颗超新星所显现的光度比先前预期暗淡。对这一结果的解释，是宇宙正在加速扩张。 这个发现，被瑞典皇家科学院称为“震动了宇宙学的基础”。诺贝尔物理学奖评审委员会认定，3名获奖者所获研 究结果改变了人类对宇宙的认识。“将近一个世纪，一种公认看法是，宇宙正在扩张，是大约140亿年前‘大爆 炸’的结果。”评审委员会说。“不过，发现宇宙扩张正在加速，令人惊异。”评审委员会介绍说，“如果扩张 继续加速，宇宙将以冰冻状态终结。”另外，3人的研究，确认了最初由科学家阿尔伯特·爱因斯坦提出的一种理 论，即他称之为“宇宙学常数”的理论。1998年，珀尔马特主持一个研究小组，施密特则主持成员包括里斯的另 一个研究小组。两个小组各自努力，相互“竞争”，而观测结果可谓“不约而同”。评审委员会宣布，奖金1000 万瑞典克朗（约合146万美元），珀尔马特获二分之一，施密特和里斯获另外二分之一。
Ia型超新星爆炸对其非简并伴星冲击的数值模拟研究
Ia型超新星爆炸对其非简并伴星冲击的数值模拟研究Ia型超新星研究（SNe Ia）是二十一世纪天体物理学研究和基础物理研究最前沿的课题之一。
通过其峰值光度和光变曲线形状之间存在的经验关系定标，Ia型超新星可以作为测量宇宙学距离最可靠“距离指示器”之一。
Ia型超新星测距发现了宇宙在加速膨胀，从而推论出暗能量的存在。
这不但是天文学，也是整个物理学的重要发现。
然而，Ia型超新星的前身星以及其爆炸的具体物理机制仍然不清楚。
目前，人们普遍认为Ia型超新星是双星系统中的碳氧白矮星从其非简并（单简并模型，SD）或者简并伴星（双简并模型，DD）吸积物质从而引发的热核爆炸。
SD和DD模型，最大的区别之一是SD模型预言了Ia型超新星爆炸后存在残留伴星，然而DD模型则没有。
因此，在Ia型超新星爆炸后的遗迹中搜寻残留伴星是区别和证认SD模型和DD模型的一种有效方法。
在本文中，基于SD前身星模型，我们采用“光滑粒子流体动力学（SPH）方法”对Ia型超新星爆炸对其伴星的冲击进行了三维流体动力学模拟，详细地研究了Ia型超新星爆炸抛射物和伴星之间的相互作用，给出了Ia型超新星爆炸冲击后残留伴星的特殊性质和对应的可观测量。
在本文的第一章，我们介绍了超新星的研究历史、分类以及本工作的主要目标。
接着，我们对Ia型超新星的光变曲线、光谱等观测特征以及Ia型超新星不同的前身星模型（SD和DD模型）和爆炸模型（钱德拉塞卡、亚钱德拉塞卡和超钱德拉塞卡模型）做了详细地介绍。
本工作中所采用的研究方法及模拟程序在本文的第三章中进行了具体地描述。
最后，我们对本论文的主要研究工作做了详细地介绍。
通过本工作的研究，我们取得主要的研究成果有：（1）基于WD+MS前身星模型，通过详细的双星演化过程，我们得到了比早期工作更为真实的初始伴星模型。
我们的数值模拟得到SN Ia爆炸冲击可以从其伴星剥离大于0.1M⊙的富氢物质。
同时，SN Ia冲击可以使主序伴星获得50–105km s1的冲击速度。
高能宇宙粒子的起源和演化机制理论模型建立
高能宇宙粒子的起源和演化机制理论模型建立宇宙是一个充满奥秘和未知的广阔领域，其中高能宇宙粒子是一个备受研究的课题。
它们是一种极其高能量的宇宙射线，能够穿透宇宙空间，带着来自宇宙深处的信息。
高能宇宙粒子的起源和演化机制一直以来都是一个困扰科学家的问题，然而通过观测和理论模型的建立，我们逐渐开始了解这些粒子的本质。
高能宇宙粒子主要包括来自太阳系内的宇宙射线和来自宇宙更远处的宇宙射线。
太阳系内的宇宙射线主要是由太阳风和太阳爆发产生的离子组成，它们的能量相对较低。
而来自更远处的宇宙射线则是真正的高能粒子，它们的能量远远超过太阳系内射线的能量。
对于高能宇宙粒子的起源，科学家提出了几种可能性。
一种理论认为，它们可能来自超新星爆发。
当一颗大质量恒星耗尽核燃料时，会发生剧烈的爆发，形成超新星。
在超新星爆发过程中，大量高能粒子可能会被加速产生，并被抛射到宇宙空间中。
这些高能粒子继续在宇宙空间中运动，形成了我们观测到的宇宙射线。
另一种理论认为，宇宙射线可能来自黑洞的喷射物。
黑洞是一种极密集的天体，它拥有巨大的引力，能够吸收周围物质。
当物质进入黑洞时，会因为受到极强的引力而被加速，并被喷射出来形成高能宇宙粒子。
除了起源，高能宇宙粒子的演化机制也是一个重要的研究领域。
科学家提出了许多理论模型来解释宇宙射线的演化过程。
其中一种常用的模型是漂移模型。
在这个模型中，宇宙射线在宇宙中的运动受到了带电粒子和磁场的相互作用影响。
由于磁场的存在，宇宙射线的运动会发生偏转，形成漂移。
通过观测宇宙射线的角分布和能量分布，科学家能够推测出宇宙射线在宇宙中的演化过程。
除了漂移模型，还有其他一些理论模型被提出来解释宇宙射线的演化。
例如加速模型认为，宇宙射线的能量可以来源于宇宙中的加速机制，比如强磁场的存在和超新星爆发等。
在这个模型中，高能宇宙粒子通过不同的加速机制逐渐获得高能量，形成了我们观测到的宇宙射线谱。
当然，以上模型只是对高能宇宙粒子起源和演化的一种思考和理论推测。
活动星系核及致密天体-07-统一模型
可能的简单统一
方向 射电性质
可能 的简单 的统一
正向
赛费特I型
侧向
赛费特II型
射电宁静
射电宁静类星体
BL Lac 天体
远红外星系？
FR I型星系
射电噪
宽线射电星系
类星体/光学激变体
窄线射电星系
FR II型星系
说明：
1. 关键要素：遮蔽环（尘埃环），喷流；
说明
2. 对应关系：Seyfert 1 —— 宽线射电星系（BLRG）； Seyfert 2 —— 窄线射电星系（NLRG）；
2. Seyfert 2 为低态Seyfert 1；
问题： 低态Seyfert 1宽线并不完全消失！
可能性（遮蔽说）：
Seyfert 1， Seyfert 2 星物理本质相同； 存在尘埃环，视角导致不同观测现象；
遮蔽 说
遮蔽估计：
Seyfert 2/Seyfert 1 ～3
—— 近似与电离锥张角一致
7.3
连续谱观测导出的中心源光子生产率（假设辐射各向同性）
各向 异性的 评定-2
Qobs H 4 d
比较
2
1
F d 4 d 2 H h
7.4
Q H Qobs H 1
——电离锥气体“看到”的比观测者看到的连续谱更亮
说明：
1. 大致的定性关系，计算并不特别可靠； 2. 实际谱线可能来自发射区云，比值或依赖于填充因子（或注入因
BL Lac天体与FR I 的统一？
射电噪与射电宁静AGN的统一和关系
观测对 AGN 统一体系的支持
（1）Seyfert 星系与类星体的主要差别是中心源光度； （2）Seyfert 1与 Seyfert 2 的主要差别是视线被遮挡的问题；
宇宙大爆炸-维基百科
大爆炸维基百科，自由的百科全书（重定向自宇宙大爆炸）本文介绍的是宇宙起源的理论。
关于“大爆炸”的其他意思，详见“大爆炸(消歧义)”。
根据大爆炸理论，宇宙是由一个极紧密、极炽热的奇点膨胀到现在的状态。
大爆炸是描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型，这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的支持[1][2]。
宇宙学家通常所指的大爆炸观点为：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演变而来的（根据2010年所得到的最佳观测结果，这些初始状态大约存在于133亿年至139亿年前[3][4]），并经过不断的膨胀到达今天的状态。
比利时牧师、物理学家乔治·勒梅特首先提出了关于宇宙起源的大爆炸理论，但他本人将其称作“原生原子的假说”。
这一模型的框架基于爱因斯坦的广义相对论，又在场方程的求解上作出了一定的简化（例如空间的均匀和各向同性）。
1922年，苏联物理学家亚历山大·弗里德曼用广义相对论描述了流体，从而给出了这一模型的场方程。
1929年，美国物理学家埃德温·哈勃通过观测发现，从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移，从而推导出膨胀宇宙的观点。
1927年时勒梅特通过求解弗里德曼方程已经在理论上提出了同样的观点，这个解后来被称作弗里德曼－勒梅特－罗伯逊－沃尔克度规。
哈勃的观测表明，所有遥远的星系和星团在视线速度上都在远离我们这一观察点，并且距离越远退行视速度越大[5]。
如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大，则说明它们在过去曾经距离很近。
从这一观点物理学家进一步推测：在过去宇宙曾经处于一个密度极高且温度极高的状态[6][7][8]，大型粒子加速器在类似条件下所进行的实验结果则有力地支持了这一理论。
然而，由于当前技术原因，粒子加速器所能达到的高能范围还十分有限，因而到目前为止，还没有证据能够直接或间接描述膨胀初始的极短时间内的宇宙状态。
从而，大爆炸理论还无法对宇宙的初始状态作出任何描述和解释，事实上它所能描述并解释的是宇宙在初始状态之后的演化图景。
电动力学选择题
一选择题（共15 分，每小题3分）1．统一的电磁场理论主要是由下列哪位物理学家创立的。
（D ）A．安培；B.法拉弟； C.库仑；D麦克斯韦。
2．电磁波斜入射到两种介质的界面时，其场强振幅的关系叫（D ）A．麦克斯韦公式; B. 亥姆霍兹公式; C. 达朗贝尔公式; D. 菲涅耳公式。
3．电荷量为Q 距电位是零平面导体表面为D 的点电荷，其象其电荷是（ C ）A. Q ;B.εQ;C. －Q；D. Q／ε。
4．下列说法正确的是 （B ）A．磁单极总是存在的；B．矩形波导管和圆柱形波导管都不能传播TEM波；C．高斯定理只适用于静电场；D．毕奥-萨伐尔定律只适用于感应电场。
5．下列说法错误的是（B ）A．光是一种电磁波；B．声波也是一种电磁波；C．电磁波一定是横波；D．TE10波也是横波。
1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设是（位移电流）和（涡旋电场））1.设导体表面所带电荷面密度为 ，它外面的介质电容率为ε，导体表面的外法线方向为n。
在导体静电条件下，电势φ在导体表面的边界条件是（常数=ϕ, σϕε-=∂∂n） 1. 爱因斯坦狭义相对论的两条基本假设是（相对性原理）和（光速不变原理）。
a) 高速运动粒子寿命的测定，可以证实相对论的（运动时钟延）效应。
2. 介质中的麦克斯韦方程组为3. 在矩形波导管（a, b ）内，且a b >，能够传播TE 型波的最长波长为（ 2b ）；能够传播TE 型波的最低波模为（ TE 01 ）。
4. 电磁场（电矢量和磁矢量分别为E 和H）在真空中的能量密度表示为（()202021H E μεω+=）。
5. 若一平面电磁波垂直入射到理想导体表面上，则该电磁波的穿透深度δ为（ 0 ）。
6. 阿哈罗诺夫－玻姆（Aharonov-Bohm ）效应的存在表明了（在量子物理中仅用磁感应强度B 描述磁场是不够的 ）。
7. 接地无限大平面导体板附近有点电荷Q ，到导体板的距离为a ，则真空中点电荷Q 所受电场力的大小为（20216a Q πε ）。
宇宙中最猛烈的爆发能源比较物质组成：分子→原子→电子、原.pptx
能源比较
• 物质组成：分子→原子→电子、原子核
• 夸克
→核子（质子、中子）→
• 化学能： 1 原子，效率 10-9
• 20吨汽油 = 4 1019尔格 = 500吨
• 核能： 1 核子，效率 10-3 • 1公斤235U = 2 1021尔格 = 2万吨
• 夸克能： 100核子，效率 10-1 • 1公斤物质 = 2 1023尔格 = 200万吨
过程
三、标准模型
极端相对论膨胀的火球 内外激波模型 标准条件
火球模型
原始火球
光学厚
初始能量 E0 = 1 0 51 ergs
空间尺度
Ri ≤ cδT = 3 0 0 km
火球
光学厚度τγγ ( for γγ→e+ e- ) :
f p T FD 2 Ri 2mec 2
8 1013
fp
( 10
2003, , 302, 2042-2043
暴论文的分布 K. , 2001.3
• 暴论文的逐年 • 分布。 • • 1973-首次发表 • 1979表 • 1991卫星 • 1997
暴论文的分布 K. , 2001.3
• 累计分布 • 暴论文累计已达 • 到5000篇。
二、观测概况
暴是什么？
(: 初始
射线暴: 恒星层次天体 (且为致密星)
暴能谱
光子能量： 10 – 10
非热谱，幂律谱 高能未见切断
空间分布
• 高度各向同性 •
银河系全景图 (瑞典吕德天文台)
作为对照—银河系内天体 脉冲星的空间分布
空间分布：高度各向同性
统计学上 支持 宇宙学距离
1997年之前难点在哪里？
粒子物理的标准模型和大统一理论
粒子物理的标准模型和大统一理论应用物理系陈相君概要一、统一理论是物理学发展的必然趋势；二、粒子按相互作用强度分类；三、电磁相互作用理论；四、强相互作用理论；五、弱相互作用；六、Higgs机制；七、弱电统一理论；八、标准模型；九、大统一理论;十、结束语。
物理学追求的: 一是探索物质运动最基本最普遍的规律；二是探索物质结构最基本最普遍的规律。
一、统一理论是物理学发展的必然趋势（一）运动规律方面1、早期电学和磁学是独立的。
发现了运动的电荷可产生磁场和变化的磁场可产生电场后，电学和磁学统一为电磁学。
2、麦克斯韦方程预言电磁波的存在，确定了光学和电磁学的联系。
3、法拉第受电学和磁学统一的启发，曾研究引力和电磁的统一，做落体能否产生感生电流的实验，没能成功。
4、爱因斯坦多年致力于引力和电磁理论的统一，也没能成功。
（二）物质结构方面1、早年猜测物质是由一些微小粒子组成。
2、1658年伽桑狄提出物质是由分子构成的。
3、1810年道尔顿提出原子学说，认为原子是物质的不可分割的最小单元。
4、1897年汤姆逊发现了电子。
5、1911年卢瑟福提出原子的核模型。
6、1932年查德威克发现了中子，后来又发现了质子。
当时认为质子、中子和电子是物质的最小单元，叫基本粒子。
7、20世纪50年代以后，陆续发现大约二百多种粒子。
基本粒子不基本。
8、1964年盖尔曼提出夸克模型。
解释了很多粒子物理过程。
粒子物理的标准模型就是建立在对几百种粒子的统一规律的描述上，它即涉及到微观物质结构如何组成也涉及到微观粒子的运动规律。
二、粒子按相互作用强度进行分类二十世四、五十年代，基本粒子家族“人口”大爆炸”，新粒子有二百多种。
物理学家要在混乱中寻找秩序。
五十年代粒子物理理论家象上一世纪中叶的化学家那样，面对粒子物理世界的混乱局面，首要任务是设法整理出秧序来。
最早的尝试也是按质量把基本粒子分类。
质子、中子以及比它们还重的超子和一些共振态．统称为重子。
南京新苏教版六年级科学上册第14课《探索宇宙》说课稿
南京新苏教版六年级科学上册第14课《探索宇宙》说课稿一. 教材分析南京新苏教版六年级科学上册第14课《探索宇宙》是一节以培养学生对宇宙空间的认识和探索兴趣为主要目标的课程。
本节课通过让学生了解宇宙的基本概念、恒星、行星等天体的特征，以及人类对宇宙的探索历程，激发学生的好奇心和求知欲，培养学生的科学素养和团队合作能力。
二. 学情分析六年级的学生已经具备了一定的宇宙空间知识，对恒星、行星等天体有一定的了解。
但是，他们对宇宙的总体认识还不够全面，对宇宙的起源、结构、人类探索宇宙的历程等方面还存在很多疑问。
此外，学生对宇宙的观测手段和工具还不够熟悉，需要通过实践活动来提高他们的操作能力和实践能力。
三. 说教学目标1.知识与技能：使学生了解宇宙的基本概念，掌握恒星、行星等天体的特征，了解人类对宇宙的探索历程，学会使用观测工具观测宇宙。
2.过程与方法：培养学生观察、思考、探究的能力，提高学生的团队合作能力和动手实践能力。
3.情感态度价值观：激发学生对宇宙的好奇心和求知欲，培养学生热爱科学、探索未知的情感态度，提高学生对宇宙空间的认知和探索兴趣。
四. 说教学重难点1.重点：宇宙的基本概念、恒星、行星等天体的特征，人类对宇宙的探索历程。
2.难点：宇宙的起源、结构，观测工具的使用。
五. 说教学方法与手段1.教学方法：采用问题驱动法、案例分析法、小组合作法等，引导学生主动探究、积极思考。
2.教学手段：利用多媒体课件、观测工具、模型等辅助教学，提高学生的学习兴趣和参与度。
六. 说教学过程1.导入：通过播放宇宙星空的课件，引导学生进入神秘的宇宙空间，激发学生的好奇心和求知欲。
2.教学新课：介绍宇宙的基本概念，讲解恒星、行星等天体的特征，展示人类对宇宙的探索历程。
3.实践活动：学生分组使用观测工具，进行宇宙观测，了解观测工具的使用方法和技巧。
4.总结提升：教师引导学生总结本节课所学内容，帮助学生建立完整的宇宙知识体系。
5.作业布置：让学生结合所学内容，绘制宇宙结构图，进一步巩固所学知识。
活动星系核统一模型总结
活动星系核统一模型总结学号：姓名：张林专业：粒子物理与原子核一．统一思想和原则类星体和活动星系核的射电和高频辐射显示出明显的各向异性。
因此可以想象，对于同一个活动星系核，如果从不同的方向进行观测，一定会观测到不同的景象。
也就是说，活动星系核的分类可能强烈的依赖于观测的取向。
Osterbrock （1978）在研究Seyfert星系时就指出，Seyfert2星系光谱中未观测到宽发射线可能是由于取向效应，光学厚的尘埃环挡住了来自宽线区的辐射。
Blandford和Rees认为，当我们沿着射电轴（喷流）的方向观测射电噪活动星系核时，就会观测到blazar 现象，因此blazar 实际上也是正常的射电噪活动星系核。
基于这些想法，发展起了“统一模型”。
企图用最少的参数统一描述包括类星体在内的各种活动星系核。
通常又分为强统一模型和弱统一模型。
强统一模型只有一个内禀参数，即观测者的视线相对于活动星系核对称轴的取向，各种活动星系核的差异全由取向决定。
从不同的方向看过去，将看到不同类型的活动星系核。
而弱统一模型则有更多的参数，总光度（光学光度和射电光度）和取向。
在这类模型中活动星系核包括射电噪和射电宁静这两个类型。
AGN标准模型（洋葱模型）要素1.超大质量黑洞2.吸积盘3.喷流辐射能源来自于超大黑洞对物质的引力吸积，吸积盘粘滞致使引力势能转换为辐射能，Seyfert~107Mo,Rs≤1013cm。
辐射区各部分的尺度如下：紫外/光学连续辐射~1015cm；X-射线辐射~Rs；宽线区~1016cm；红外≥1017cm；窄线区≥1018cm在这个模型中，各种活动星系核的对应关系是：Seyfert 1—BLRG ；Seyfert 2—NLRG ；BL Lac —FR Ⅰ；类星体/OVV —FR Ⅱ；射电宁静类星体很可能就是高光度的Seyfert 1。
二．统一模型的验证1.两类Seyfert 星系支持Seyfert 2为低态Seyfert 1的论证有（1）尘埃环的存在，导致Seyfert 2光谱中没有宽发射线，又由于假设尘埃环上“散射介质”的存在，所以Seyfert 2的AGN 连续谱相对于恒星连续谱的强度比Seyfert 1弱，同时在一些Seyfert 2 星系的光谱中确实观测到宽发射线。
- 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、"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、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)。
彭秋和 (南京大学天文系)
I. 天体物理学 中的 重大迷团
超新星爆发之谜
超新星分类(按爆发机制分类)
1. 核心坍缩型超新星(SNII、SNIb、SNIc , SLSN) SNII、SNIb、SNIc ( 长γ 暴的起源)、SLSN 前身星初始主序质量 :
(8 25), (30 60), (70 100), (150 500) m⊙
M Earth 6 10 gm
27
M (U ) 6 1素U总共释放的总热能为
EU 1.0 1034 ergs 1.5 103 ET
结论: 放射性元素远远不能提供地球核心热熔状态的能源。地球内 部温度六千度，也不可能点燃热核反应。需要另外尋求能源。
(Davies, J. H., & Davies, D. R. (2010).
ET 0.7 1037 ergs
(20 30)
J r 4.7 1020 ergs / s
“Earth's surface heat flux”. Solid Earth, 1(1), 5–24).
热传导时标: tth ET J r 1.5 1016 sec 0.5 109 Yr
超亮超新星(SLSN)
m M 21 max 峰值光度的绝对星等 :
m M 20 通常的超新星的峰值光度的绝对星等 : max 东苏勃等人发现了迄今最亮的超亮超新星ASASSN-15lh (2015,9月):
爆发峰值光度后15天后它的光度仍然达到 2.2 1049 ergs / s (它是已知的最亮超新星光度的两倍),4个月内它的辐射能量达到
2. 吸积白矮星的热核爆
炸型超新星(SNIa)
爆发能量
总辐射能 Er ~ 1049 ergs (对各类超新星) 抛射物总动能: EK ~ 1051 ergs (对各类超新星) <Vmax > ~ 104 Km/s SN Ia : Vmax > 104 Km/s SN II: 一般: Vmax ~ 104 Km/s SN 1987A: Vmax ~ 3×104 Km/s (引力)束缚能: EB ~ (0.5 –1.0) × 1051 ergs (对各类超新星) 爆发总能量: SN Ia: E总 = Er+EK+EB ~ 1051 ergs SN II: 中微子暴: Eν ~ 1053 ergs (SN 1987A) (核心坍缩成中子星) E总 ~ 1053 ergs
暗爆发的超新星
很弱的爆发:例如, Cas A (1668年) 最近Chandra卫星探测到银河系内在110年前爆 发的超新星遗迹(暗爆发) 原因与爆发机制???
地球内部核心熔融状态的热源问题
rc 2 103 km
c 13g / cm3
T c 6 103 K
地球核心区蕴藏的总热量 地球全部地壳向外输送热流的速率：
47
tCooling 0.5 10 Yr
9
问题:为何迄今没有表面温度低于3000K的晚M型和N型白矮星? 它 们具体的热源是什么？
II.磁单极问题
§I. 磁单极及其数量
1931年 Dirac预言存在磁单极 20C. 70年代：t’Hooft 磁单极: 磁荷:
mm 1016 mp
mm (103 104 )mp ?
gm 3hc / 2e 9.88108
(c.g.s.)
RC效应：磁单极催化核子衰变
pM e 0 M debris pM e M debris
(85%) (15%)
(1025 1026 )cm2
磁单极含量: N m / N B (Parker上限) 牛顿饱和值:星体内物质对其聚集区表面处一个磁单极所受到来自星体中心的牛 顿引力同它受到星体内部(相同极性的)总磁荷的磁Coulomb排斥力相平衡条件:
1.11052 ergs / s
迄今，SNII、SNIb、SNIc、SLSN 的爆发机制仍然是谜。 SLSN爆发的能量如此巨大，更是茫然不知所措! 超新星前身星的质量(估算): SNII SNIb (8-25) M⊙ (30-60) M⊙
SNIc (70-100) M⊙
SLSN > (120-150) M⊙
关于核心坍缩型超新星爆发的争论
Buras et al., 2003, Phys. Rev. Lett., 90 No. 24, 241101 “Improved Models of Stellar Core Collapse and Still No Explosions: What is Missing?” M.Liebendö rfer, 2004, arXiv:astro-ph/0405029 “Fifty-Nine Reasons for a supernova to not Explode” Woosley: “如果利用更好的中微子物理、更加全面地考虑各种不 对称因素(例如，旋转、对流、磁场因素)和不稳定因素, 我相信再过几年，超新星爆发的模拟计算可能会取得成 功的” (on the conference AwR V, Sep. 2005, at Clemson University, USA)
结论: 地球核心区需要热源!
地球内部放射性元素能源估算
最重要的三种放射性元素产生的热量 为: 铀系: 0.78卡(年.克(U))-1 ; 钍系: 0.20卡(年.克(Th))-1; 钾系: 4×10-6卡(年.克(K))-1。 12 n ( U ) / n ( H ) 10 最重要的放射性元素为铀(U)。 U 元素丰度: (原子数丰度), 质量丰度为 m(U ) / m( H ) 1010
白矮星冷却之谜
绝大多数白矮星 : Teff (5,500K 40,000) K R 1104 km 白矮星典型半径: 4 L 4R2Teff 1031 ergs / s 典型光度: 白矮星内部无核能源：
白矮星内部蕴藏的总热能: 冷却时标 :
Tc 107 K
ET 10 ergs