轴子--粒子物理和宇宙学的新前沿

—、引言粒子物理、宇宙学和天文学的深度结合催生了当下粒子宇宙学研究的高速发展。继2017年引力波之后,2019的物理学诺贝尔奖再次光顾了宇宙学领域,并颁给了从事宇宙学理论研究的Peebles教授。目前,正当宇宙学研究在观测层面大步前进时,理论家和实验家们近年来将目光投向新的宇宙学热点,一个长期被理论预言的基本粒子“轴子(Axion)”。     

哈勃常数和现代宇宙学

在介绍2009年格鲁伯宇宙学奖、简述现代观测宇宙学和哈勃常数的研究简史后,论述用哈勃空间望远镜研究哈勃常数和哈勃图在宇宙学中的应用.     

宇宙学常数疑难

当代天文学的一系列观测事实都支持应该存在一个非零的正的宇宙学常数，但是，人们发现当前宇宙学常数值太小，而且宇宙学常数即真空能量密度与现在的物质密度巧合地具有相同的量级，然而现有物理学理论还无法给出合理的解释，因此宇宙学常数问题成为物理学和天文学上最重大的疑难之一。文章综述了近年来宇宙在加速膨胀这一重大的天文发现和宇宙学常数的观测结果以及当前理论物理学在宇宙学常数问题上的一些尝试。     

试论现代宇宙学的发生和发展

近年来,宇宙学领域,特别是现代宇宙学领域是十分活跃的。它的内容、它的发展趋势、它的哲学含义引起了越来越多的人的关注。这是因为,宇宙学既有长期的值得回顾的历史,又面临着实践进展所提出的全新问题。更重要的是,宇宙学从来就是意识形态上阶级斗争的场所,它总是同哲学宇宙观密切相关并受其指导的。宇宙学的发展史始终贯穿着唯物主义与唯心主义、辩证法与形而上学两种世界观的复杂、激烈的斗争。     

解读宇宙的起源——2006年诺贝尔物理学奖简介

 2006年度诺贝尔物理奖授予了在宇宙学研究领域取得杰出成果的美国科学家约翰·马瑟和乔治·斯穆特。他们发现的宇宙微波背景辐射的黑体谱和各向异性强烈地支持了大爆炸宇宙学模型并开启了“精确宇宙学”时代的大门。COBE之后宇宙学研究取得了一系列重大的进展。近年WMAP、SDSS等天文观测更加坚实有力地支持了大爆炸宇宙学模型，并对物理学提出了一些重大的、尖锐的挑战，诸如什么是暗物质？暗能量的物理本质是什么？     

大爆炸理论

  大爆炸理论是研究宇宙的一种方法。几千年以前人们关于“天圆地方”的争论就是对宇宙的研究的开始。哥白尼 “日心说”的提出,冲破了“地心说”的束缚,宇宙学的研究取得重大突破。在1917年,著名科学家爱因斯坦建立广义相对论后,很快就应用于宇宙学的研究,掀起宇宙学的热潮。直到现在最成熟的宇宙学理论——大爆炸理论的提出,使得宇宙学的研究又达到一个高峰。然而研究的脚步并没有停下,一直在前进。     

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。     

五维大反弹宇宙学模型的重建及其相关宇宙学量的演化

在五维大反弹宇宙学模型框架下,通过给定三种不同的暗能量有效态方程,确定了在该模型中起重要作用的函数f(z),从而描述了五维大反弹模型中相关的宇宙学量随红移量z的演化.研究表明,与情形Ⅰ中有效态方程相对应的宇宙学量的演化规律和当前天文观测数据符合最好. 关键词： 大反弹宇宙学模型 暗能量 态方程     

Science评出2003年度十大科学成就:找到暗物质和暗能量存在的新证据位居榜首

今年，Wilkinson微波背景各向异性探测器(WMAP)和Sloan数字巡天(SDSS)天文观测以其对宇宙学参数的精确测量，进一步强有力地支持了大爆炸宇宙学模型，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，这些精确测量推动了宇宙学的研究进入一个黄金时代，其发     

学习研究宇宙物理的一本好教材──《宇宙学引论》评介

学习研究宇宙物理的一本好教材──《宇宙学引论》评介李升今（邯郸师范专科学校物理系，邯郸０５６００４）现代宇宙学是由爱因斯坦于１９１７年发表的题为《根据广义相对论对宇宙学所作的考查》一文揭开序幕的。从此，人们对字宙学的研究进人了一个新时代。近１０年来，...     

THE PROBLEM OF THE COSMOLOGICAL CONSTANT

The cosmological term is necessaritly vanishing in a conformal gravitational theory, and the sum of the induced cosmological constants of all the brocken gauge symmetries cancels the curvature of the background spacetime. Thus the sum of all the cosmological constants is vanishing when the background spacetime is Minkowskian. Furthermore, the spontaneous breaking of a gauge symmetry through the Higgs mechanism is always accompanied by a phase transition of the background spacetime.     

一类宇宙模型的稳定性

研究了一类Einstein-Kartan宇宙模型的稳定性.分别讨论了宇宙模型对于参量λ和k的变化.在λ=0附近,宇宙模型相对于λ的变化是不稳定的;在λ=β=0附近,宇宙对于k的变化也是不稳定的.因此,在考虑合理的宇宙模型时必须考虑非零的宇宙项. 关键词： 宇宙 模型 广义相对论     

迹反常与时间对称性反弹宇宙模型

对κ=0的共形平直时空,由共形反常迹计算了物质场真空的单圈项对有效作用量的贡献,得到一个避免宇宙奇点的时间对称的反弹宇宙解。 关键词：     

THE INFLUENCES OF MASSIVE NEUTRINO ON THE CLUSTERING IN THE EARLY UNIVERSE

The influence of massive neutrino upon the clustering processes of cosmological matter in the early Jeans instabi-lity stage has been studied in the standard big bang theory.     

IS THE PERIODICITY IN THE DISTRIBUTION OF QUASAR REDSHIFTS AN EVIDENCE OF PIULTIPLY CONNECTED UNIVERSE

The periodicity in the distribution of quasar redshifts is interprete dassuminq that the cosmological space is a topologi-cally compactified manifold like three-dimensional torus.The present size of such compact space is estimated at the order of 600Mpc.     

Cosmological Constant and Stability of the Cosmological Models

The importance of cosmological constant for the cosmological models is given. The variations of the cosmological model for parameters λ and k were discussed respectively. Near λ = 0, the cosmological model is unstable with the change of λ, and near λ = β = 0, the cosmological model is unstable with the change of k. So when we consider the stable cosmological model, we must consider the nonzero cosmological constant.     

The solution of the cosmological constant problem from the inhomogeneous equation of state — a hint from modified gravity?

The cosmological constant problem is studied in a two component cosmological model. The universe contains a cosmological constant of an arbitrary size and sign and an additional component with an inhomogeneous equation of state. It is shown that, in a proper parameter regime, the expansion of the universe with a large absolute value of the cosmological constant may asymptotically tend to de Sitter space corresponding to a small effective positive cosmological constant. It is argued that such a behavior can be regarded as a solution of the cosmological constant problem in this model. The mechanism behind the relaxation of the cosmological constant is discussed. A connection with modified gravity theories is discussed and an example of a possible realization of the cosmological constant relaxation in f(R) modified gravity is described.     

Locally Rotationally Symmetric Bianchi Type-I Model with Time Varying Λ Term

We investigate the locally rotationally symmetric (LRS) Bianchi type-I cosmological model for stiff matter and a vacuum solution with a cosmological term proportional to R^-m (R is the scale factor and m is a positive constant). The cosmological term decreases with time. We obtain that for both the cases the present universe is accelerating with a large fraction of cosmological density in the form of a cosmological term.     

Cosmological constant—the weight of the vacuum

Recent cosmological observations suggest the existence of a positive cosmological constant Λ with the magnitude Λ(G/c³)≈10⁻¹²³. This review discusses several aspects of the cosmological constant both from the cosmological (Sections 1–6) and field theoretical (Sections 7–11) perspectives. After a brief introduction to the key issues related to cosmological constant and a historical overview, a summary of the kinematics and dynamics of the standard Friedmann model of the universe is provided. The observational evidence for cosmological constant, especially from the supernova results, and the constraints from the age of the universe, structure formation, Cosmic Microwave Background Radiation (CMBR) anisotropies and a few others are described in detail, followed by a discussion of the theoretical models (quintessence, tachyonic scalar field, …) from different perspectives. The latter part of the review (Sections 7–11) concentrates on more conceptual and fundamental aspects of the cosmological constant like some alternative interpretations of the cosmological constant, relaxation mechanisms to reduce the cosmological constant to the currently observed value, the geometrical structure of the de Sitter spacetime, thermodynamics of the de Sitter universe and the role of string theory in the cosmological constant problem.