AR1.3 宇宙学简介

1、AR1.3宇宙学简介By个少2013-8-4,10:05个少-高中(462126897)10:05:32开始咯个少-高中(462126897)10:06:01宇宙学（cosmology），是从整体的角度研究宇宙的结构和演化的天文学分支学科。个少-高中(462126897)10:06:59自古以来宇宙的结构就是人们关注的对象个少-高中(462126897)10:07:58历史上也曾出现过各种各样的宇宙学说个少-高中(462126897)10:08:51中国的有如浑天说、盖天说和宣夜说个少-高中(462126897)10:09:34（值得一提的是宣夜说是中国历史上颇有卓见的宇宙无限论思想）个少-高

2、中(462126897)10:10:29其他国家的如希腊阿里斯塔克的日心说（区别哥白尼哦）、个少-高中(462126897)10:10:52统治中世纪欧洲1000多年的地心说、个少-高中(462126897)10:11:1016世纪波兰哥白尼的日心说等。个少-高中(462126897)10:12:58自从牛顿1687年发表了自然哲学的数学原理后个少-高中(462126897)10:13:33也就是牛顿力学创立以后个少-高中(462126897)10:13:46经典宇宙学也就创立了个少-高中(462126897)10:15:35到了20世纪上一讲有提到人们发明出了各种较先进的光学望远镜个少-高中

3、(462126897)10:16:05在大量的天文观测资料和现代物理学的基础上就产生了现代宇宙学个少-高中(462126897)10:20:10宇宙学是对宇宙整体的研究，并且延伸探讨至人类在宇宙中的地位。个少-高中(462126897)10:20:57虽然宇宙学这个词是最近才有的，个少-高中(462126897)10:21:21人们对宇宙的研究已经有很长的一段历史，牵涉到科学、哲学、esotericism以及宗教个少-高中(462126897)10:22:02宇宙学同样也可以诠释人生个少-高中(462126897)10:22:31只有当你建立起清晰的宇宙概念，才能理解世界的根本秩序，个少-高中

4、(462126897)10:22:53如果对天文学一无所知的话，就不能算受过完整的教育！个少-高中(462126897)10:24:20现代宇宙学包括密切联系的两个方面个少-高中(462126897)10:24:36即观测宇宙学和理论宇宙学个少-高中(462126897)10:24:57前者侧重于发现大尺度的观测特征个少-高中(462126897)10:25:30后者侧重于研究宇宙的运动学和动力学以及建立宇宙模型。个少-高中(462126897)10:26:14观测举例：个少-高中(462126897)10:26:58河外天体谱线红移；微波背景辐射；星系的形态；天体时标；氦丰度等。理论则负责解

5、释或预言各种现象个少-高中(462126897) 10:29:14 （关于理论和实测的connection，请参见AR1.2）个少-高中(462126897) 10:31:38 以下所列的是宇宙学研究的一些最为活跃的领域个少-高中(462126897) 10:32:09 大致按时间顺序排列个少-高中(462126897) 10:32:47 该内容不包括 大爆炸宇宙学，它可以参见宇宙时间表个少-高中(462126897) 10:34:02 1.极早期宇宙个少-高中(462126897) 10:34:23 大爆炸宇宙轮中原子核形成以前的宇宙个少-高中(462126897) 10:34:38 2.大

6、爆炸核合成过程个少-高中(462126897) 10:35:20 大爆炸核合成是关于元素在早期宇宙形成的理论。个少-高中(462126897) 10:35:40 当宇宙演化到大约三分钟时，个少-高中(462126897) 10:36:17 它已足够冷却，这时核聚变及核合成过程就终止了。个少-高中(462126897) 10:36:37 因为大爆炸和合成过程持续时间极短，个少-高中(462126897) 10:36:58 从氢离子（质子）出发，个少-高中(462126897) 10:37:51 他都主要合成成品是轻元素 如氘 氦-4和锂个少-高中(462126897) 10:38:05 其他元素

7、就极为微量了。个少-高中(462126897) 10:39:13 补充：重元素主要是由星体如超新星中的核反应而形成的。这是很久以后（三十几万年后），恒星形成后的事了个少-高中(462126897) 10:39:34 3.宇宙微波背景辐射个少-高中(462126897) 10:40:04 宇宙微波背景辐射是指个少-高中(462126897) 10:40:40 退偶过程（即大爆炸所产生的辐射停止与带电离子的汤普生散射及原子第一次形成这一过程）所残余的辐射个少-高中(462126897) 10:41:05 这种辐射是由彭齐亚斯和威尔逊在1965年发现的。为此获1978年诺贝尔物理学奖个少-高中(46

8、2126897) 10:43:21 4.大尺度结构的形成与演化个少-高中(462126897) 10:46:13 理解最早和最大结构（如类星体，星系，星系团和超团）的形成和演化是宇宙学的核心课题之一。个少-高中(462126897) 10:46:55 （超团不要和购物的那个混了，虽然在某个程度上的确有些类似）个少-高中(462126897) 10:47:05 6.暗能量个少-高中(462126897) 10:48:29 假定宇宙是平坦的，个少-高中(462126897) 10:52:17 那么必须有一种东西组成71%的宇宙密度（扣除25%的暗物质和4%的重子物质）个少-高中(462126897

9、) 10:52:25 他就被称为 暗能量个少-高中(462126897) 10:52:40 这种东西不能干涉大爆炸核合成和宇宙微波背景辐射，个少-高中(462126897) 10:53:04 所以它不能像重子和暗物质那样在星系周围晕环中结团。个少-高中(462126897) 10:53:29 7.其他研究方向个少-高中(462126897) 10:53:40 原始黑洞算一个个少-高中(462126897) 10:54:03 宇宙射线谱中的格莱森-查策平-库兹明截断。个少-高中(462126897) 10:54:19 对此截断的违反是否隐示了在极高能下狭义相对论的失效。个少-高中(4621268

10、97) 10:54:31 等效原理。爱因斯坦引力理论是否正确，物理原理的普适性。个少-高中(462126897) 10:56:10 好了，以上这些就是今天的内容个少-高中(462126897) 10:57:54 补充：个少-高中(462126897) 10:58:07 宇宙模型主要包括三方面的问题，个少-高中(462126897) 10:58:25 即大尺度上天体系统的结构特征、运动形式和演化方式个少-高中(462126897) 10:59:10 关于大尺度上天体系统的结构，有两种不同的模型。个少-高中(462126897) 10:59:45 一种是均匀模型，另一种是等级模型。个少-高中(462126897) 10:59:58 前者认为在大尺度上天体分布基本上是均匀各向同性的，个少-高中(462126897) 11:01:33 或者说，在大尺度上没有任何形式的中心，个少-高中(462126897) 11:01:57 没有任何形式的特殊点，这种假定常常称为 宇宙学原理。个少-高中(46212