宇宙大爆炸中生成的氘气

在宇宙最初几分钟时的元素合成（大爆炸核合成）问题是核天体物理中的重要问题。这一合成过程产生的氘与氢的比值（D／H）是固定的，与我们在今天的宇宙中所看到的一样，大爆炸过程也产生了原初的轻的原子，这些原子又形成星体，根据加州理工学院的研究人员的研究结果，通过测量宇宙微波背景辐射被“宇宙黑暗年代”中存在的中性气体吸收的情况，可以计算出D／H比值。（“宇宙黑暗年代”大约处在大爆炸后十万年到十亿年之间．）氢和氘吸收不同波长的宇宙微波背景光子，这种测量需要观测由空间不同位置上氢与氘气体密度的变化所引起的吸收的微小涨落。例如，宇宙中具有高密度的氢原子区域比低密度区域要吸收更多的宇宙微波背景光子。     

强激光场中模型氢原子和真实氢原子的高次谐波与电离特性研究

利用数值方法求解含时薛定谔方程，研究了一维、二维模型氢原子和真实的三维氢原子在强激光场中产生的高次谐波和电离特性.结果表明，在多光子电离区域和过垒电离区域，模型氢原子与真实的氢原子产生的高次谐波和电离概率差别很小；在隧道电离区域，它们产生的高次谐波的平台特征和截止位置相似，电离概率随时间变化的趋势相近，但其数值有明显的差异.对产生这种差异的原因进行了分析. 关键词： 强激光场 高次谐波 电离概率     

宇宙创生于真空涨落的一个可能方案 原初暴涨宇宙模型

大爆炸宇宙模型的成功说明宇宙有可能是创生出来的。宇宙究竟是创生于“无”,还是创生于真空涨落?这是目前正在热烈讨论的问题。本文提出宇宙创生于真空涨落的一种可能的方案。我们提出,在单圈近似下的真空涨落创生了原初暴涨宇宙—原初de Sitter宇宙,这时SO_(11),SU_(14)或E_8×E_8对称性成立。由于规范耦合常数g和Higgs场自耦合常数λ的渐近自由,将使得原初大统一破缺发生一级相变,相变时释放出的潜热化为宇宙的原初物质,以使宇宙升温到接近Planck温度。这样所创生的宇宙即由原初暴涨阶段过渡到以辐射为主的标准模型。此后,例如SU_5GUT成立,在创生后的10~(-35)秒,将发生熟知的第二次暴涨。     

宇宙起源与阿里原初引力波探测

20世纪建立起的宇宙大爆炸模型取得了巨大的成功,但仍期待着新的革命性的突破。探知宇宙起源及其演化是新世纪对全世界科学家的新挑战,其重要性在近期公布的中国“十三五”规划纲要中得到了高度的肯定。现代宇宙学理论,暴胀以及非奇异宇宙模型如反弹等,预言了原初引力波的存在,但至今还没有被实验证实。不同于近期LIGO合作组探测到的黑洞引力波,原初引力波是宇宙诞生时期产生的,携带着丰富的宇宙学信息,是引力波探测的全新波段,是引力波探测的下一个突破方向。文章简述了中国的阿里原初引力波实验计划及相关的科学问题。     

宇宙创生于真空涨落的一个可能方案——原初暴涨宇宙模型

大爆炸宇宙模型的成功说明宇宙有可能是创生出来的。宇宙究竟是创生于“无”,还是创生于真空涨落?这是目前正在热烈讨论的问题。本文提出宇宙创生于真空涨落的一种可能的方案。我们提出,在单圈近似下的真空涨落创生了原初暴涨宇宙—原初deSitter宇宙,这时SO₁₁,SU₁₄或E₈×E₈对称性成立。由于规范耦合常数g和Higgs场自耦合常数λ的渐近自由,将使得原初大统一破缺发生一级相变,相变时释放出的潜热化为宇宙的原初物质,以使宇宙升温到接近Planck温度。这样所创生的宇宙即由原初暴涨阶段过渡到以辐射为主的标准模型。此后,例如SU₅GUT成立,在创生后的10^-35秒,将发生熟知的第二次暴涨。 关键词：     

勒梅特（Lemaitre，Abbe Georges Edouard 1894-1966）比利时天文学家（Astronomer，Belgium）

比利时天文学家勒梅特（他又是一位天主教神职人员），1927年独立地求出爱因斯坦方程的弗里德曼（前苏联数学家，曾提出引力场方程的各向同性通解，称弗里德曼宇宙模型）解。他的文章发表在一家不知名的比利时杂志上，他设想，宇宙早期处于极端稠密的状态，现在宇宙中的全部物质集中在一个大约只有太阳30倍大的球里，他把这个球称为“原初原子”，像一个巨大的原子核，宇宙起源于这个“原初原子”的爆炸。他的学说比较粗糙，是后来的大爆炸宇宙学说的先河。     

黑洞

 自从宇宙原初火球发生大爆作以来,两百亿年过去了,宇宙间的万事万物,都在不停地发生着变化.而唯一不变的,就是时空的拓扑结构.在我们的时空拓扑的框架之内,大质量星体演化的最终产物之一,就是黑洞的形成.现代广义相对论理论预言,黑洞将大量地存在于我们的宇宙之中.所以,我们说黑洞不仅是天体物理学家的研究对象,而且是一些科幻小说家的热门话题.     

观察大爆炸后5亿年第一代星系之发光

大爆炸后的38万年,宇宙从辐射为主转为进入以物质为主的时代.自由电子被质子俘获,形成中性氢原子,使得空间对电磁辐射变得透明.从此,直到大约3亿年后,空间几乎没有发光的恒星,以致于这期间被称为黑暗时代.按照现代天文学界的认识,在红移z=6—11的距离范围内,伴随着第一批恒星的形成,星际间的介质发生重新电离.最近,来自美国霍普金斯大学物理-天文系的Zheng等,在Nature周刊上撰文,报告     

早期宇宙相变机制的讨论

对理想的一级相变和非理想的有过冷夸克相存在的相变机制进行了分析.并分别给出了宇宙在这两种情况下所经历的时间.     

理论研究强激光场中2pz态氢原子的电离

运用强场近似速度规范理论研究了激发态氢原子的电离情况,当ω1a.u.,γ1时(ω是激光场的频率,γ是Keldysh绝热参数),在线性极化激光场中推导了2pz态氢原子电离率的简单表达式,从公式中可以看出在低频极限的情况下,电离率和激光场频率ω成正比,这一公式对激发态氢原子电离机制的研究提供了重要的理论参考.     

理论研究强激光场中2pz态氢原子的电离

运用强场近似速度规范理论研究了激发态氢原子的电离情况,当 a.u. 时（ω是激光场的频率,γ是Keldysh绝热参数）,在线性极化激光场中推导了2pz态氢原子电离率的简单表达式,从公式中可以看出在低频极限的情况下,电离率和激光场频率ω成正比,这一公式对激发态氢原子电离机制的研究提供了重要的理论参考。     

宇宙的创生和极早期

随着电影<宇宙与人>在全国各地的放映,对大爆炸宇宙学感兴趣的人越来越多.关于宇宙创生10-5 s以后宇宙演化的情景,本刊1996年第4期登载的康文秀、党兰芬两同志的文章<宇宙演化的最初三分钟>已做了介绍.本文拟对10-5 s以前的宇宙创生期和极早期的情景做一简介.     

开拓对宇宙认识的新天地

目前的宇宙大爆炸理论认为,我们的宇宙诞生于137.7亿年前的一次爆炸.1922年Friedmann在证明Einstein提出的广义相对论中的引力场方程时,解出了此方程的非静态解,认为宇宙是膨胀的,1929年Hubble通过他的观测结果也证明了宇宙在膨胀,这一观点才得到天文学界的承认.1930年后的时间里,稳恒态宇宙模型与热大爆炸宇宙模型成为天文学界的主流观点,1965年宇宙微波背景辐射的发现,彻底结束了这场争论,Gamow,Alpher及Herman提出的热大爆炸宇宙模型也成为近代宇宙学的标准模型.随着理论的完善和观测仪器精密度的提高,大爆炸宇宙模型也面临着更多的挑战.     

宇宙弦:热大爆炸的拓扑遗迹

从凝聚态物理知道,相变时可以形成一些异常的拓扑结构,如超流氦中的量子涡旋和超导体中的磁场涡线.近年来,宇宙学家开始探讨是否在宇宙早期也发生过类似的现象.在温度为1029K时产生的超高温相变的遗迹──宇宙弦有可能是星系形成的种子,它也可能产生一些在今天仍可观测到的其他效应. 宇宙弦如果存在,它将是和现今存在的任何物态不同的一种超密态物质残留下来的稳定的遗迹.这种超密物态可以存在于极早期宇宙中.宇宙弦能够在该种物态衰变之后很久仍然保留下来的理由是它们是“拓扑上”守恒的.拓扑守恒是很有用的概念,值得我们更详细地加以解…     

第一讲 微波背景辐射的各向异性、偏振及宇宙电离的历史

文章对微波背景辐射的各向异性、偏振及宇宙电离的历史给出了评述性介绍.从大爆炸理论的预言,到观测的发现,到其各向异性及偏振的探测,微波背景辐射（CMB）向人们揭示了丰富的宇宙学信息.文章在对基本理论作了简单介绍后,着重讲述了最新的CMB的观测结果及其物理意义.特别对微波背景各向异性探测器（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, WMAP）的偏振观测及其对宇宙重新电离的限制给出了较详细的叙述.     

重离子对撞机实验中令人费解的信号

两位研究人员对重离子对撞机(RHIC)实验上观测到的令人费解的信号做出了解释．他们认为这种信号是伴随着夸克一胶子等离子体或早期宇宙中类似的奇特物质而产生的核物质原初形态的证据．在美国布鲁克海文国家实验室(BNL)的相对论性RHIC上，物理学家们使两束金原子核对撞，企图生成夸克一胶子等离子体，这是一种夸克和胶子在其中自由运动的原初物质．     

强激光场中模型氢原子的势函数对产生高次谐波强度的影响

在保证一维模型氢原子基态能量不变的前提下,通过构造一个可调参数的势函数,研究了在单个周期和多个周期激光作用下,取不同参数势函数一维模型氢原子产生的高次谐波谱规律.结果表明,在过垒电离区域,一维模型氢原子的高次谐波强度与势函数势阱的深度有关,与势函数是否存在库仑奇点没有直接关系. 关键词： 强激光场 一维模型氢原子 势函数 高次谐波     

光电子离开氢核的方向

基态氢原子在电磁波的作用下发生电离,这就是氢原子的光电效应.本文讨论氢原子的电子离开氢核的方向与电磁波的电场强度E的方向之间的关系.     

氢原子在少周期强激光场中阈上电离的电子波包干涉图像

采用电子波包干涉方法研究了长程库仑势以及再散射电子对氢原子在少周期强激光场中阈上电离的影响。首先,利用强场近似及Coulomb-Volkov近似结合时间窗函数,模拟了氢原子在波长为800 nm且脉宽为5 fs的线性极化激光场中单电离的周期内干涉及周期间干涉图像,发现在长程库仑势作用下周期内干涉及周期间干涉共同作用形成了二维动量谱中的部分扇形结构条纹,其余部分扇形条纹的形成与再散射电子有关。然后,通过数值求解含时薛定谔方程计算了深度隧穿电离机制下氢原子的二维动量谱,在二维动量谱中出现了明显的径向条纹。研究结果表明,该径向条纹的产生与长程库仑势无关,是再散射电子波包干涉形成的。     

暗能密度测量的新结果

宇宙膨胀的加速是由一种排斥力引起的 .虽然这种所谓的“暗能”被认为占宇宙的 2 / 3左右 ,但是一开始谁也不知道暗能是由什么组成的 .爱因斯坦在 1917年所预言的不随时间变化的“宇宙常数”是对暗能的一种可能的解释 .对暗能还有一些更奇特的解释 ,例如quintessence理论、包括