封面说明

宇宙学从整体的角度研究宇宙的起源、结构和演化,近年来有很大的发展.在观测上,这有赖于巨型望远镜、非光学频段望远镜和空间探测器的使用;在理论上,广义相对论和高能物理学为各种宇宙模型提供了理论基石.现在正是宇宙学的黄金时期.     

第四届"粒子物理、核物理及宇宙学交叉学科前沿问题研讨会"会议总结

第四届"粒子物理、核物理及宇宙学交叉学科前沿问题研讨会"于2005年7月31日至8月4日在湖北宜昌市举行.本届研讨会是由南开大学、华中师范大学、北京大学、中国科学院高能物理研究所、中国科学院研究生院联合举办的.会议得到了中国高能物理学会和核物理学会、国家自然科学基金委的支持和指导,并得到南开大学物理学院、北京大学马伯强教授、中国科学院研究生院乔从丰教授的资助.     

暴涨——宇宙年少时

热大爆炸宇宙学的成功：宇宙学的标准模型 工业上一种产品的成功,莫过于成为业界的标准。同样地,科学中一个理论的成功,莫过于被誉为标准模型。热大爆炸宇宙学,正是这样一个标准模型。在介绍今天故事的重点——暴涨之前,让我们回顾一下,作为现代宇宙学的标准模型,热大爆炸宇宙学,如何描述宇宙的现状、过去和未来。我们的宇宙,从诞生至今,已经有137亿岁了。这相当于人类几千年文明史的几百万倍。宇宙浩瀚无垠,当今科学尚不能确定整个宇宙空间的大小,是有限还是无限。然而,我们能观测到的宇宙总是有限的。     

量子宇宙——21世纪粒子物理学的革命

 本文编译自美国高能物理顾问委员会(HEPAP)出版的《量子宇宙(QuantumUniverse)》一书。它是根据美国能源部和国家自然科学基金委的要求编写的科普读物。微观量子世界和宏观宇宙学研究的交叉对21世纪的粒子物理学提出了严峻的挑战,正孕育着一场深刻的革命。此书论述了粒子物理学面临的9个重大问题,并结合美国高能物理实验研究计划进行讨论。     

反物质和暗能量

 上个世纪,人类在探索宇宙奥秘和物质基本结构及其相互作用的道路上取得了辉煌的成就,建立了描述微观世界的粒子物理标准模型和描述宇观世界的大爆炸宇宙学标准模型。粒子宇宙学将微观世界和宇观世界、粒子物理学和天文学结合起来,研究早期宇宙这一极端条件下的物理规律,探讨基本粒子的相互作用的统一。近代宇宙学研究表明,在宇宙演化过程中经历了暴涨(Inflation)阶段。基于粒子物理的标量场理论,暴涨宇宙学不仅为经典大爆炸宇宙模型中的初始条件和疑难给予了答案,而且提供了一个描述宇宙大尺度结构成因的合理理论,并为近年观测所支持。     

高能物理的几项重要进展——第25届国际高能物理会议简介

第25届国际高能物理会议于1990年8月1-9日在新加坡召开.这是历年来高能物理方面一次规模巨大的盛会,也是我国代表在国际高能会议上首次获得热烈欢迎的一次盛会.因为自1988年以来,我国建成了一台其亮度是超纪录的,能域适用于粲物理研究的正负电子对撞机.为此,大会邀请了中国科学院高能物理研究所郑志鹏教授作了关于粲物理的大会邀请报告,同时又邀请了中国科学院高能物理研究所方守贤教授在加速器的分组会议上作有关BEPC的报告.世界各国大实验室的负责人和知名学者,都以浓厚的兴趣关注着中国高能物理的发展. 本届会议报道的一个重要结果,是…     

甚高能γ射线天文

 天文学是一门古老的学科,它曾为计时和航海提供了科学依据.而今天正在进行着的大规模天文观测研究,巳远远超出了这种实用的目的.现代天文学与原子物理、核物理、高能物理以及宇宙学都有着密切联系,它为宇宙和大体的起源、演化提供了重要依据,成为涉及多种学科的、学术性很强的研究领域.     

宇宙年龄——宇宙学中的一个热点问题

 1986年8月下旬,国际天文学联合会第124次(观测宇宙学)讨论会在北京举行。这次会议上宣布的宇宙年龄的最好结果是140-200亿年。     

国际高能物理与核物理计算会议在北京召开

国际高能物理与核物理计算会议 (ＣＨＥＰ2 0 0 1)于 2 0 0 1年 9月 3日到 7日在北京友谊宾馆举行 ,这是国际高能物理计算界的一次交流盛会 .ＣＨＥＰ是ＣｏｍｐｕｔｉｎｇｉｎＨｉｇｈＥｎｅｒｇｙ＆ｎｕｃｌｅａｒＰｈｙｓｉｃｓ(高能物理和核物理计算 )的英文缩写 ,每 18个月举办一次 ,代表着当今国际高能物理和核物理计算的最高学术水平 ,预示着这一领域的最新发展方向 .1989年第一届会议在英国牛津举行 ,本次会议是第十届 ,第一次在中国召开 .在过去历次ＣＨＥＰ会议上没有以我国研究单位署名的论文 ,每次仅派少数人参加大会 .历届ＣＨ…     

哈勃常数危机

哈勃常数定量刻画了当前宇宙的膨胀速率,精确测定哈勃常数是现代宇宙学的一个重要科学问题.近年来,哈勃常数的局域直接测量值与全局模型拟合值之间出现了越来越严重的偏差,其中局域直接测量值来自于晚期宇宙的局域距离阶梯测量结果,而全局模型拟合值来自于早期宇宙的微波背景辐射对宇宙学标准模型的观测限制.如果该偏差不是由其中任何一种观测手段的观测误差和系统误差所致,那么很有可能意味着存在超出宇宙学标准模型的新物理.本文从观测和模型两方面简述该哈勃常数危机问题,并结合作者近年来对此问题的研究从观测和模型两方面进行展望.     

普朗克卫星:揭开宇宙深层次的秘密

文章对宇宙微波背景辐射这一学科做了简单的介绍,并根据普朗克卫星2015年的主要宇宙学结果,重点阐述了测定宇宙学参数、测量引力透镜、测量B-模式极化及其与南极BICEP实验的关系、检验宇宙暴胀模型、检测暗能量模型,以及寻找"丢失的重子物质"等问题,并对观测宇宙学未来的发展进行了展望。     

利用强引力透镜检验宇宙距离对偶关系

正宇宙学近年来发展迅速,人们对宇宙的物质组份、宇宙的形成与演化等都有了更加精准而深刻的认识。这些很大程度上都得益于对宇宙学距离的测量。不同于日常生活中测量距离的直观性,在宇宙大尺度上考虑到时空效应,距离的概念变得不同,具体地,要想测量宇宙学距离必须给定一个方案,这就好比日常生活上要想测量距离就需要得到尺子两段的刻度差。宇宙学上通常有两种测量距离的方案:光度距离和角直径距离。     

从罗伯森到今天的宇宙学

爱因斯坦创立了引力的现代理论——广义相对论.这一理论将引力和宇宙学都几何化了.爱因斯坦本人曾设想过一种空间封闭的定态宇宙.弗里德曼发现(或猜想)了一种爱因斯坦场方程的非定态解.哈勃发现了遥远星系的红移,从而证实了宇宙膨胀演化的观念. 罗伯森采取了一条在逻辑上和数学上都严格的途径.在假定宇宙是严格均匀和各向同性的情况下,他找出了所有可能的“宇宙学”.他的结果和弗里德曼的猜测一致但更为可信. 罗伯森继后还探讨了这个解的所有观测性质:如天体的红移、角大小、亮度等与光从发射到接收所经历的时间的关系. 1965年发现了宇宙微…     

科苑快讯

 第17届轻子光子相互作用国际会议 1995年国际高能物理学界的一次盛会--第17届轻子-光子相互作用国际会议,于8月10日至15日在北京举行。来自世界数十个国家的近700名高能物理学家与200余名中国同行聚首北京,交流高能物理研究领域的前沿成果和最新信息。 实验方面的报告有:顶夸克的探索、弱电理论的精确检验、b-衰变、B-蓖混合、f-物理、粲物理、QCD和喷注物理、探索新粒子、针对质子时光子的结构、高能衍射、非加速器实验的结果、中微子实验的结果、重离子碰撞的结果、未来的加速器、新探测器和实验技术、有关CP破坏和稀有衰变的结果,丁肇中的总结报告。 理论方面的报告有:标准模型、非微扰论,超越标准模型、QCD、格点规范理论、CP破坏、重味物理、f-c物理的唯象学、粒子天体物理学和宇宙学,李政道的总结报告。     

中微子在其他学科研究中的应用

 目前宇宙学研究认为,中微子生成于137亿年前宇宙诞生后持续扩张、冷却的过程中。理论认为,这些中微子形成了绝对温度为1.9K(-271.2℃)的宇宙背景辐射(有别于另一种宇宙大爆炸理论所预言的"微波背景辐射",其温度为2.7K)。宇宙中其他能量的中微子源于星体活动和超新星爆发的过程。因此,随着宇宙的诞生,便有了中微子的存在。     

物理学的精髓在于探索未知

 高能物理研究之所以成为当今最有生气的科技领域,一个重要的原因在于:国际高能物理界历来有携手合作、令人称颂的传统.今年在我国举行的第一届东亚/太平洋一美国超导超级对撞机(SSC)物理、实验和技术研讨会,正是这种合作精神的最好体现.著名物理学家李政道教授为国际高能物理研究与合作作出了卓越的贡献.他在这次具有历史意义的会议上先后所致的开幕词、闭幕词,对满怀信心迎接21世纪的中国物理学界将有指导作用.为此,本刊特请秦宝、张涛根据会议文献翻译,并分别加上《物理学的精髓在于探索未知》、《我们今天面临的难题》标题予以发表,以飨读者.     

皮布尔斯的物理宇宙

2019年10月8日,瑞典皇家科学院宣布将今年的诺贝尔物理学奖授予詹姆斯·皮布尔斯(物理宇宙学方面的理论发现)以及米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹(首次发现围绕类太阳恒星运动的系外行星)。在现代宇宙学一步步走向精确定量科学的过程中,皮布尔斯扮演了关键角色。文章对皮布尔斯在现代宇宙学研究中的奠基性工作进行了简要回顾,侧重介绍其在宇宙组份,宇宙演化,和宇宙结构形成方面的重要贡献。     

关于宇宙学常数问题的知识要点和几点思考

大爆炸宇宙学告诉我们,宇宙正在膨胀。如果我们的宇宙主要包含的是基本粒子型物质,那么宇宙将是减速膨胀。但是,对于今天我们观测到的宇宙来说,发现它在最近过去的几十亿年间却在加速膨胀!这预示着,宇宙中的主要能量形态不是基本粒子型物质,而是某种新的能量形态。对这种“新的”能量形态,其实科学家早有察觉和分析。它的最简单的可能性就是宇宙学常数。然而宇宙学常数的物理本质和内容却并不简单。这篇短文,就是主要介绍了宇宙学常数的一些基本知识和我们对它的一些思考。爱因斯坦方程中最自然出现的一项是宇宙学常数(简称cc)项,cc的值任意…     

中微子宇宙学

 中微子在许多方面影响了宇宙的演化,是宇宙学研究中不可忽视的一种重要粒子。另一方面,宇宙学观测也为测定中微子的种类、质量和性质提供了强有力的工具。本文略述宇宙背景中微子的产生、对原初核合成的作用、中微子在宇宙结构形成中的影响,进而说明根据这些作用,可以利用现代宇宙学观测数据对中微子给出的测量和限制结果。     

《现代物理知识》第三届编委会会议纪要

《现代物理知识》第三届编委会会议于1998年9月11日在中国科学院高能物理所学术报告厅召开.中国物理学会高能物理分会和高能物理所的有关领导、第三届编委会委员和编辑部成员共25人出席了会议.