“暗宇宙”之谜

 夜幕降临,星光灿烂,银河、星斗与皎洁的月光交辉相映,编织出美丽的夜空,这就是我们从小获得的知识:恒星、星云、星系……构成的浩瀚宇宙。然而,这只是个错觉,我们的宇宙实际上是“暗无天日”的,这就是2003年过去一年最新的科学成就:宇宙是黑暗的,或者说是个“暗宇宙”(请参阅封二精美彩图)。什么是暗宇宙?那是指组成宇宙的绝大多数物质和能量是不可见的,发光的物质和辐射只占宇宙物质的极小部分,这种不可见的物质和能量称为暗物质和暗能量。根据最新的测量,暗能量和暗物质合计占宇宙质量密度的96%,而我们熟知的恒星、星系等发光物质或重子物质仅仅只占4%。     

宇宙年龄问题上的疑难

宇宙年龄是大爆炸宇宙学中的一个关键性的问题．文章对这问题的缘由、历史以及现状作了阐明．重点讨论了哈勃常数的实测值大小在宇宙年龄问题中的核心作用     

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。     

试论弗里德曼对演化宇宙学的贡献

从历史角度，依据史实论述了本世纪２０年代初前苏联数学家弗里德曼在爱因斯坦广义相对论的基础上，建立时空为动态的宇宙模型，提出宇宙不稳膨胀的理论，发展并完善了相对论对宇宙的解释，以及对现代演化宇宙学作出的重要贡献。     

宇宙年龄问题

自适应光学技术的运用和空间望远镜修复的成功使人们可以观测到更遥远星系中的造父变星,并由此准确地定出这些星系离我们的距离、从这些距离可以推知哈勃常数Ｈ的值,从而估计出宇宙年龄。观测的初步结果表明,由此测得的宇宙年龄比由恒星的观测和理论得到的最老恒星年龄还低。这使得长期以来未获解决的宇宙年龄问题的矛盾变得更加尖锐。这一矛盾提示我们,在天体物理研究中,我们对一些非常重要的问题可能仍缺乏充分的了解．     

GW170817与标准汽笛宇宙学

GW170817实现了基于“标准汽笛”的首次哈勃常数&;amp;lt;em&;amp;lt;H&;amp;lt;/em&;amp;lt;&;amp;lt;sub&;amp;lt;0&;amp;lt;/sub&;amp;lt;测量,开启了标准汽笛宇宙学的序幕。正在进行的双中子星并合引力波观测,有望在5年内测量&;amp;lt;em&;amp;lt;H&;amp;lt;/em&;amp;lt;&;amp;lt;sub&;amp;lt;0&;amp;lt;/sub&;amp;lt;到约2%精度,提供解决&;amp;lt;em&;amp;lt;H&;amp;lt;/em&;amp;lt;&;amp;lt;sub&;amp;lt;0&;amp;lt;/sub&;amp;lt;危机的独立而珍贵的数据。下一代的引力波实验,则将通过标准汽笛方法,精确测量宇宙膨胀速度和宇宙大尺度结构,限制暗能量状态方程,在宇宙学尺度上检验广义相对论。     

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.     

第四讲 暴涨宇宙学的研究与进展

文章简单介绍了标准（大爆炸）宇宙模型的成功和困难,着重介绍了暴涨宇宙学的研究历史和最近的进展,并展望了今后人们可能的关注方向     

精确宇宙学时代的暗物质问题

所谓暗物质、暗能量就是非常稀奇的事物,这里面我想是可能引出基本物理学中革命性的发展来的……假如一个年轻人,他觉得自己一生的目的就是要做革命性的发展的话,他应该去学习天文物理学。———杨振宁处于变革之中的宇宙学当今的宇宙学正处于一场重大变革的前夜。回顾不到10年前的情形,并与今天宇宙学的现状作一比较,就会清楚而深刻地感受到,在这短短的不到10年的时间里,宇宙学经历了多么大的变化。我们大家正有幸见证这场深刻的变革。例如,过去多少年人们一直都在谈论宇宙膨胀的减速并引入宇宙学基本参量q0(减速参量)来描述这种减速。在我…     

第四讲暴涨宇宙学的研究与进展

文章简单介绍了标准(大爆炸)宇宙模型的成功和困难，着重介绍了暴涨宇宙学的研究历史和最近的进展，并展望了今后人们可能的关注方向     

决定宇宙演化前景的判据

 1998年6月3日,从清晨5时起,中央电视台连续3小时直播美国发现号航天飞机运载α磁谱仪升空实况的同时,还向大家介绍了许多宇宙学的知识。宇宙学的发展大大深化了人类对宇宙起源和演化的认识,为了解物质结构和相互作用提供了新的统一图景。     

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…     

校准宇宙时钟

 宇宙有开始和结束吗?或者说它是一直存在的,并将永远存在下去吗?自人类历史的初期,当我们的祖先为银河系的美丽壮观所叹服时,就开始思考这些问题了。     

大爆炸和宇宙学红移中常被误解的几个观念

列举了大爆炸和宇宙学中几个常被误解的问题,并给出了正确的解释.     

Higher-Dimensional Cosmological Models with Density-Parameter-Dependent Cosmological Constant

We discuss the evolution of the scale factor in a higher-dimensional cosmological model in which the cosmological constant is given by the scalar arisen by the contraction of the stress-energy tensor.     

从静止宇宙向膨胀宇宙的发展

当夜幕降临的时候,漫天灿烂的星斗,浩瀚无际的天空,为人们提供了巨大的想象空间(图1).可这巨大的空间是无限的还是有限的呢？宇宙是一直在演化着的,还是总是保持这个样子呢？关于这些问题,从古至今的人们一直就在研究着、争论着,构成了一部不断发展着的天文学和宇宙学的发展史.     

最新测量证实“哈勃常数”的实用性

据美国《每日科学》报道,目前研究人员最新使用一种精确方法测量了宇宙的体积大小和年龄,以及它如何快速膨胀．这项测量证实了“哈勃常数”的实用性,它指示出了宇宙的体积大小,证实宇宙的年龄为137．5亿年．同时,该结果证实了宇宙暗能量的强度,暗能量对宇宙的膨胀起到了加速作用．     

《相对论、宇宙与时空》连载(11)——演化的宇宙

自然界存在4种相互作用(强作用、弱作用、电磁作用和万有引力作用),它们的强度相差很大.如果以强作用的强度定为1,则电磁作用为10-2,弱作用为10-14,而引力作用为10-39.引力相互作用与强、弱、电磁作用相比太微弱了,完全可以忽略不计.     

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.