现代天文学发展

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近代现代天文学史

近代现代天文学史

近代现代天文学史
近代现代天文学史是指自17世纪末至今的天文学发展历程。

在这段时间内,人类通过望远镜和其他先进设备的使用,对宇宙的了解和认知有了巨大的提升。

17世纪末,德国天文学家开普勒提出了行星运动的三大定律,这些定律为物理学和天文学奠定了基础。

17世纪同样是开普勒发明了望远镜的时期,这一发明彻底改变了天文学的研究方式。

18世纪,英国天文学家哈雷发现了一颗彗星的周期性出现,奠定了彗星周期性出现的基础。

同时,英国天文学家梅森提出了天文学中著名的梅森方程式,这个方程式推进了天文学对月球运动的了解。

19世纪,法国天文学家拉普拉斯提出了太阳系形成的假说,并成功预测了天王星的存在。

同时,英国天文学家亚当斯通过计算和观测,确定了海王星的位置。

20世纪,科学家们对宇宙的认知又有了重大的提升。

美国天文学家哈勃发现了宇宙正在膨胀的事实,并提出了哈勃定律。

同时,爱因斯坦的广义相对论也被应用于宇宙的研究中。

到了21世纪,天文学家可以通过卫星和先进的望远镜观测到更远的星系和更遥远的宇宙。

同时,人类对黑洞、暗物质等天文学问题的认知也在不断深入。

总之,近代现代天文学史是一个不断演变和发展的历史过程,人类在这个过程中不断地通过观测和研究,对宇宙的认知和理解有了巨大的提升。

世界近现代的天文学成就和天文学家

世界近现代的天文学成就和天文学家

世界近现代的天文学成就和天文学家
一、近现代的天文学成就
1.宇宙膨胀理论:利用宇宙中星系和星云的距离、速度和密度等参数,美国天文学家哈勃(Edwin Hubble)提出了宇宙膨胀理论,即宇宙在不断扩张。

2.黑洞理论:美国天文学家罗伯特·费米(Robert F. Feynman)和美国物理学家史蒂文斯(Steven W. Hawking)提出了黑洞理论,即宇宙中存在着一种无限密度的物质,它吸收所有紫外线,使周围的物体都失去光照,形成一个“黑洞”。

3.宇宙学理论:美国天文学家爱因斯坦(Albert Einstein)提出了宇宙学理论,即宇宙的空间和时间是一个统一的概念,它们可以相互影响,宇宙的形状和大小可以变化。

4.太阳系形成理论:美国天文学家谢尔曼(Harold Urey)提出了太阳系形成理论,即太阳系是由原始星云的旋转和坍缩而形成的,太阳和行星等天体都是由这种原始星云形成的。

二、近现代的天文学家
1.哈勃(Edwin Hubble):美国天文学家,提出了宇宙膨胀理论,被誉为“宇宙大师”。

2.罗伯特·费米(Robert F. Feynman):美国物理学家,提出了黑洞理论,被誉为“宇宙学之父”。

3.爱因斯坦(Albert Einstein):美国天文学家,提出了宇宙学理论,被誉为“宇宙学之父”。

4.谢尔曼(Harold Urey):美国天文学家,提出了太阳系形成理论。

天文学的研究现状及其发展趋势

天文学的研究现状及其发展趋势

天文学的研究现状及其发展趋势天文学是研究宇宙天体及其相互间的物理过程和演化规律的学科。

从古代的观测星象到现代的天文望远镜和卫星探测,天文学已经成为人类科学发展的重要组成部分之一。

在过去的几年里,天文学在技术和观测手段方面取得了重大突破,也推动了天文学研究的飞速发展。

下面将详细介绍天文学的研究现状及其发展趋势。

星际物理星际物理学研究天体内部物质以及它们相互作用的原理。

在星际物理学中,研究范围非常广泛,从恒星内部的电子行为到星系旋转之间的引力相互作用,都是它的研究对象。

目前学界对于黑洞、中子星、星系和宇宙大爆炸等重大问题的研究,都涉及到了星际物理学。

目前,在探测和研究宇宙中存在的黑洞方面,星际物理学朝着更深入的方向发展。

科学家们利用先进的望远镜和探测器,对黑洞周围的高能区域进行了大量观测。

同时,也有很多科学家在研究黑洞现象,包括黑洞的形成和性质,以及黑洞周围物质的运动和分布规律。

星际物理学的研究也可以帮助人类更好地理解宇宙的结构和演化。

行星和系外行星行星和系外行星的研究是天文学领域中的一个热门话题。

在过去的一段时间里,人类已经探测到了大约4000颗系外行星,这项成果的达成极大地促进了行星学领域的发展。

目前,人类对于系外行星的基本性质、物理形态以及大气层的组成等问题已经有了比较深入的了解。

在未来,行星学领域将继续深入发展,人类可能会发现更多的行星,这些发现将会极大推动人类更好地了解宇宙的演化规律。

恒星和星系演化在天文学领域中,恒星和星系演化也是研究的热点。

人类对于恒星的研究已经有了相对深入的了解,但对于星系的研究还存在很多未知。

目前,对于星系中不同恒星和行星的组成和演化规律,科学家们正在努力进行研究和探索。

同时,在星系形成和演化等领域,人类也取得了一些重要的发现,这些发现将对于深刻理解宇宙结构和演化提供重要依据。

总结天文学作为一门基础学科,对于促进科学技术的发展以及人类更好地了解宇宙演化规律都起到了重要的作用。

宇宙生命之谜写作背景资料

宇宙生命之谜写作背景资料

宇宙生命之谜写作背景资料
宇宙生命之谜是一部科幻小说,背景设定在未来的宇宙,探索地外生命的存在与起源。

这个故事的创作背景可以参考以下基本资料:
1. 现代天文学的发展:随着天文技术的进步,人们对宇宙的认识日益深入。

探测器、望远镜、探测任务等的发展,使得我们能够观测到更多的星系、行星和恒星。

这为描绘一个多样化的宇宙和可能存在生命的星球提供了契机。

2. 外星生命的猜测:长久以来,人们一直在猜测宇宙中是否存在其他生命形式。

从天文学、生物学和物理学等多个领域的研究表明,宇宙中存在多种可以容纳生命的条件。

然而,目前还没有直接证据可以证明外星生命的存在,这使得这个话题更加神秘和吸引人。

3. 基因工程与科技进步:随着科技的迅猛发展,基因工程越来越成为现实。

科学家们通过基因改造和合成创造出各种可能的生命形式,甚至是人造生命。

这些科技进步为小说中描绘各种奇特生命形式提供了科学可行性。

4. 外太空探索的挑战与机遇:人类探索外太空一直是一个热门的话题。

近年来,私人公司和国际组织都在加大对外太空的探索力度,这意味着人类很可能会在未来的某个时候发现外星生命。

这些探索的挑战和机遇可以作为小说中角色们面临的背景。

5. 道德与伦理问题:当人类掌握了创造生命的能力后,伴随而
来的是一系列道德和伦理问题,如何对待这些不同于人类的生命形式以及它们的权益和目的等等。

这些问题可以为小说中的故事情节提供更多的思考空间。

通过对以上背景资料的整合和发挥,可以为宇宙生命之谜提供一个科幻世界的框架,使得故事更富有深度和引人入胜。

天文学的历史与发展

天文学的历史与发展

天文学的历史与发展天文学作为一门研究宇宙、星系、星球、行星以及其他天体运动和性质的学科,源远流长,承载着人类对宇宙的无限好奇和探索欲望。

本文将从古代到现代,系统介绍天文学的历史与发展,带您一起领略人类对宇宙奥秘的探索之旅。

一、古代天文学的兴起从人类开始意识到天空中蕴含着众多星体,天文学便开始发展。

古代的天文学家主要观测日、月、星辰的运动,积累了大量经验,如古巴比伦的天文学家通过观测日食、月食的规律,建立了一个天文周期表,以推测未来的日食和月食。

古代埃及人则用毁灭性的洪水来预测尼罗河的泛滥,这些都是天文学的应用。

二、希腊天文学的繁荣在古希腊时期,天文学迎来了黄金时代。

众多学派和学者纷纷涌现,如毕达哥拉斯学派,他们认为宇宙是由一系列以和谐比例构成的球形物体组成的;还有亚里士多德,他提出地心说,认为地球位于宇宙的中心。

这些学派之间的争议促进了天文学的进步,使得天文观测和理论的结合更加紧密。

三、哥白尼的日心说在中世纪,哥白尼的日心说彻底颠覆了地心说的观念,他认为太阳是宇宙的中心,行星绕太阳公转。

哥白尼的日心说让人类更加意识到宇宙的无垠与复杂性,进一步挑战了传统的理论框架,推动了天文学的科学化进程。

四、开普勒的行星运动定律开普勒是17世纪的一位德国天文学家,他通过详细观测行星运动,总结出了三个行星运动定律。

其中最为著名的是开普勒第三定律,它指出了行星轨道半长轴与公转周期的关系,为后来牛顿的万有引力定律的发现打下了基础。

五、牛顿的万有引力定律牛顿的万有引力定律被誉为近代宇宙理论的里程碑。

他通过观察苹果下落的力学现象,揭示了地球引力规律,并将其推广至所有天体之间。

牛顿的万有引力定律的发现,使得对星系和天体的运动有了更为全面的解释,奠定了现代天文学的基础。

六、现代天文学的发展随着望远镜的发明和技术的进步,天文学进入了一个全新的时代。

人们开始观测更遥远的星系与行星,发现了黑洞、脉冲星等神秘天体。

同时,在现代物理学的发展推动下,天文学与粒子物理学、相对论等学科相交融,形成了宇宙学,探讨宇宙的起源、组成和演化。

天文发展的历程

天文发展的历程

天文发展的历程天文学作为一门自古以来就存在的学科,经历了漫长而多变的发展历程。

从古代人类开始观测星辰的时候,到现代科学技术的飞速发展,人类对天文学的认知不断深化和拓展。

以下是天文学发展的一些重要历程。

古代,人类对天空的观测主要以追求时间和导航为目的。

太阳、月亮、星星等自然天体的运行在一定程度上影响了人类的生活和决策。

然而,众多古代文明中最著名的天文学家之一,希腊的托勒密,提出了一种地心说,即认为太阳、月亮和其他行星绕着地球运行。

这种模型统治了整个人类思维多个世纪之久,只到哥白尼提出了日心说,即地球绕着太阳运行。

到了近代,天文学进入了一个全新的阶段。

德国的开普勒通过系统的观测和数据处理,建立了行星运动的三大定律,为天文学奠定了重要的基础。

此后,众多天文学家开始通过望远镜的发明和使用,对天空中的天体进行观测和研究。

伽利略伽利莱通过望远镜观测到了月球表面的山川和火山口,以及木星的卫星,证实了开普勒的行星运动定律。

18世纪,天文学发生了重大的革命,众多突破性的发现相继出现。

威廉·赫歇尔发现了冥王星这颗新的行星。

到了19世纪,人类开始发现并确认了一颗颗小行星,这些小行星构成了太阳系内的一个独立分支,人们对太阳系的组成和结构开始有了更多了解。

20世纪上半叶,天文学经历了一次又一次的革命性发展。

爱因斯坦提出的相对论改变了我们对重力的理解,并对宇宙的演化方式提供了新的解释。

此外,哈勃太空望远镜的发射和运行,为人类提供了无与伦比的观测能力。

通过哈勃望远镜的观测,我们对宇宙中的行星、星系和宇宙本身的起源和演化有了更清晰的认知。

进入21世纪,人类在天文学领域的研究和探索达到了前所未有的高度。

先进的观测设备和数据处理技术使得人们对宇宙的认知不断拓展。

重力波的首次探测、行星外星系的发现、黑洞的研究等一系列重大科学突破,推动了天文学的发展和进步。

总结起来,天文学的发展是一部人类认知宇宙的历程。

从古代的天文观测到现代科技的革命,人类对宇宙的认知和理解不断深入和拓展。

天文学领域中的现代技术与发现

天文学领域中的现代技术与发现

天文学领域中的现代技术与发现导言天文学领域中的现代技术日新月异,让我们对宇宙有了更深刻的认识。

本文将重点介绍天文学领域中的现代技术与发现。

章节一:射电望远镜技术射电望远镜是天文学中的一种重要仪器,通过接收电磁波信号来探测星体的特征。

在射电望远镜技术上,我们常听到的是VLBI 技术。

VLBI技术是一种高精度的射电观测技术,既可以用于观察银河系内的射电源,也可以用于观测远距离星系和类星体。

VLBI 技术通过精确测量各地间的信号时差,实现了连接地球不同位置的射电望远镜一起工作。

章节二:空间望远镜技术空间望远镜是天文学中的重要工具之一,它们能够通过避免地球大气的干扰,获取更加清晰的图像和更多的数据。

在空间望远镜中,哈勃望远镜是最著名的一架。

1990年发射升空以来,哈勃望远镜在天文学领域做出了许多伟大的贡献,例如发现了矮星系和黑洞等。

另外,从哈勃望远镜的成像过程中,我们还可以学习到惊人的望远镜技术,例如连续自适应光学。

章节三:光学望远镜技术光学望远镜通常是指具有镜面反射功能的望远镜,通过反射光线来获取图像。

在光学望远镜技术中,能够反映出科技进步最大的就是自适应光学技术(AO)。

自适应光学技术可以根据大气折射对光线的扰动,对望远镜进行实时控制,通过完美的补偿效果获得高分辨率的图像。

章节四:计算机模拟技术天文学中的计算机模拟技术,即利用计算机对宇宙运动定量分析和预测,可以让我们更深层次地认识宇宙。

例如天体数值模拟,通过计算机模拟能够更好地理解太阳系、银河系和宇宙的形成与演化等现象。

我们还可以通过计算机模拟预测和研究彗星、小行星等天体的运动轨迹,为实际观测提供帮助。

结语天文学领域中现代科技的不断应用,不仅大大推动了天文学的进步,还为探索宇宙提供了更多可能性。

相信随着科技不断发展,我们对于宇宙的认识也会越来越深入,展现更加美好的未来。

天文学发展简介

天文学发展简介
• 天文学研究的对象有极大的尺度,极长的时间, 极端的物理特性,因而地面试验室很难模拟。因 此天文学的研究方法主要依靠观测。
• 由于地球大气对紫外辐射、X射线和γ射线不透明 ,因此许多太空探测方法和手段相继出现,例如 气球、火箭、人造卫星和航天器等。
天文学的研究方法与手段


天文学的理论常常由于观测信息的不足,天
• 地平经仪主要用于 测量天体的地平方 位角。
一用蒙文标注的星图, 图为星图拓片
北京天文馆
天文学历史
发明了望远镜以后,天文学家就能够更清楚 的观察恒星和行星了。意大利科学家伽利略,就 是最早使用望远镜研究太空的人之一。
绝大多数望远镜是安放在地球上的,但也有 些望远镜被放置在太空中,沿着轨道运转,如哈 勃太空望远镜。现在,天文学家还能够通过发射 的航天探测器来了解某些太空信息。
希腊化时代天文学
• 埃拉托色尼不但是四大天文学家之一,还长期担 任亚历山大里亚图书馆馆长,且多才多艺,同时 也是“地理学之父”。晚年由于双目失明不能阅读 ,绝食自尽。
天文学发展历史

天体力学诞生使天文学从单纯描述天体的几
何关系和运动状况进入到研究天体之间的相互作
用和造成天体运动的原因的新阶段,在天文学的
发展历史上,是一次巨大的飞跃。
天文学发展历史
• 19世纪中叶天体摄影和分光技术的发明,使天文 学家可以进一步深入地研究天体的物理性质、化 学组成、运动状态和演化规律,从而更加深入到 问题本质,从而也产生了一门新的分支学科天体 物理学。这又是天文学的一次重大飞跃。
登封观星台 在河南登封,建于元朝初年,是中国现存最早的天文台
登封观星台 在河南登封,建于元朝初年,是中国现存最早的天文台
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天外有天——现代宇宙学的兴起与发展王远谋101170067 匡亚明学院(大气科学学院基地班)20世纪的天文学,天体物理学是其主流。

最引人瞩目的成就是诞生了将整个宇宙作为研究对象的现代宇宙学。

以爱因斯坦的相对论为理论基础,以大尺度的天文观测,特别是河外星系的普通红移和宇宙背景辐射为事实依据,宇宙学展示了宇宙整体的物理特征,将人类对宇宙的探索提升到了一个新的高度。

本文就现代宇宙学的几大重要成果——宇宙的诞生(宇宙大爆炸理论的提出),宇宙的年龄(哈勃定律的提出),以及暗物质,暗能量的提出叙述现代宇宙学的兴起与发展。

关键词:宇宙年龄;大爆炸理论;宇宙膨胀;哈勃定律;暗物质,暗能量在近代自然科学产生以前,传统的观点(亚里士多德)认为,宇宙是一个有边有界的的世界,宇宙的最外层是由恒星天构成,恒星天是宇宙的边界。

在牛顿的无限无边的宇宙图景中,宇宙是一个三维的欧几里得空间,在任何一个方向均可无限延展下去。

在这个无限大的“箱子”中,布满了无限多的天体,这些天体在万有引力作用下按牛顿定律运动。

然而,这种宇宙图景在解释经验事实上遇到了困难,出现了“引力佯谬”“光度佯谬”等。

“光度佯谬”由奥尔柏斯在1826年提出,表达如下。

按照牛顿的宇宙图景可以作以下推论:1.在无限的空间中,充满了无限多的星体。

2.每颗星星虽然有生有灭,但从整体上看,可以认为宇宙的物质密度保持常数。

3.时间是无限的,从整体上讲,星体可以无限期存在。

4.无限远处星体的光,总可以通过无限长的时间传到地面。

5.在地面上,黑夜将像白天一样光亮。

这显然是荒谬的。

1.哈勃定律1929年,哈勃发表了《河外星系距离与视向速度的关系》一文,提出了闻名于世的“哈勃定律”,给出了简明的哈勃公式——河外星系离我们越远,它逃离的速度也越快,且二者成正比关系。

这表示我们所在的宇宙是在不断地向外膨胀,这种膨胀是一种全空间的均匀膨胀。

因此,在任何一点的观测者都会看到完全一样的膨胀,从任何一个星系来看,一切星系都以它为中心向四面散开,越远的星系间彼此散开的速度越大。

早在1912年,施里弗(Slipher)就得到了“星云”的光谱,结果表明许多光谱都具有多普勒(Doppler)红移,表明这些“星云”在朝远离我们的方向运动。

随后人们知道,这些“星云”实际上是类似银河系一样的星系。

1929年哈勃(Edwin Hubble)对河外星系的视向速度与距离的关系进行了研究。

当时只有46个河外星系的视向速度可以利用,而其中仅有24个有推算出的距离,哈勃得出了视向速度与距离之间大致的线性正比关系。

现代精确观测已证实这种线性正比关系v dH其中v为退行速度,以千米/秒为单位,d为星系距离,以百万秒差距为单位,H为比例常数,称为哈勃常数,这就是著名的哈勃定律。

哈勃定律有着广泛的应用,它是测量遥远星系距离的唯一有效方法。

只要测出星系谱线的红移,再换算出退行速度,便可由哈勃定律算出该星系的距离。

哈勃定律中的速度和距离不是直接可以观测的量。

直接观测量是红移和视星等。

因此,真正来自观测、没有掺进任何假设的是红移-视星等关系。

在此基础上再加上一些假设,才可得到距离-速度关系。

哈勃这一发现的意义真是无可估量,使人类对于宇宙的认识产生了飞跃的、质的提高,他因而也被人们尊称为“星海将军”、“宇宙边疆开拓者”、“星系天文学之父”。

可以说,没有哈勃一系列的开创性工作,就不会有后来的“大爆炸”学说。

2.大爆炸宇宙学说(1)根据大爆炸宇宙学模型的观点,宇宙150亿年的演化过程分为三个阶段。

大爆炸的整个过程大致是这样的:大约150亿年前,宇宙内的所存物质和能量都聚集到了一起,并浓缩成很小的体积,温度极高,密度极大。

突然,这个体积无限小的点在四大皆空的“无”中爆炸了,时空从这一刻开始,物质和能量也由此产生,这就是宇宙创生的大爆炸。

人们将大爆炸的瞬间定作宇宙年龄“零”时。

第一个阶段是宇宙的极早期。

宇宙处在这个阶段的时间特别短,短到以秒来计,称为“太初第一秒”。

刚刚诞生的宇宙是极其炽热、致密的,随着宇宙迅速膨胀,温度急速下降。

宇宙年龄为百分之一秒时,温度降到1000亿摄氏度;宇宙年龄为1秒时,温度继续下降,但仍高达100亿摄氏度以上,宇宙处于一种极高温、高密的状态,当时除氢核——质子外,没有任何别的化学元素,只有由质子、中子、电子、光子等基本粒子混合而成,成为热平衡状态下的“宇宙汤”。

第二个阶段是化学元素形成阶段,大约经历了数千年。

在“宇宙汤”中,原先只有中子和质子等基本粒子,在3分钟时中子和质子之比为1:6。

随着整个宇宙体系不断膨胀,温度很快下降。

当温度降到10亿度左右时,中子开始失去自由存在的条件,化学元素从这一时期开始形成。

中子和质子开始核聚变过程,所有的中子迅速合成到由两个质子和两个中子构成的氦核中,余下的质子就成了氢原子核。

这一时期还合成了其它轻元素,如氘、氚、锂、铍、硼等,数量较少。

各种轻元素的丰度——即与氢的比例在宇宙各处都是一定的。

当温度进一步下降到100万摄氏度时,早期形成化学元素的过程就结束了。

此时宇宙间的物质主要是这些比较轻的原子核和质子、电子、光子等,光辐射很强,但是没有星体存在。

第三个阶段是宇宙形成的主体阶段。

这个阶段的时间最长,至今我们仍生活在这一阶段中。

这一阶段起始于温度降到几千摄氏度时,此时上述各种原子核开始与电子结合为中性原子,这一过程称为复合。

由于温度的降低,辐射也逐步减弱,宇宙间主要是气态物质,这些物质的微粒相互吸引、融合,形成越来越大的团块。

又过了几十亿年,中性原子在引力作用下逐渐聚集,先后形成了各级天体。

气体逐渐凝聚成星云,并逐渐演化成星系、恒星和行星,再进一步形成各种各样的恒星体系,成为我们今天所看到的五彩缤纷的星空世界。

在个别天体上还出现了生命现象,人类也终于在地球上诞生了。

(2)支持宇宙大爆炸的重要依据——微波背景辐射微波背景辐射是150亿年前发生的大爆炸在今天的宇宙结构上留下的印迹。

根据大爆炸理论,通过宇宙膨胀速度等可以具体计算宇宙每一历史时期的温度,伽莫夫等人在1948年就断言,我们的宇宙从最初的高温状态膨胀到现在已经很冷了,目前宇宙中应到处存在着一定温度的背景辐射,相应的温度大约是5K。

由于它的辐射峰值在微波波段,故称为宇宙微波背景辐射。

1964年,原初宇宙这一最重要的遗迹被发现了。

美国贝尔电话公司工程师彭齐亚斯和威尔逊在调试巨大的喇叭形天线时,出乎意料地收到一种无线电干扰噪声,这种噪声在天空中的任何方向上都能接收到,各个方向上信号的强度都一样,而且历时数月而无变化。

这种噪声的波长在微波波段,这一发现正是大爆炸宇宙论预言的宇宙微波背景辐射,经过进一步测量和计算,得出辐射温度是2.7K,一般称之为3K宇宙微波背景辐射。

1989年,美国航空和航天局专门发射了宇宙背景探测器卫星,对宇宙背景辐射进行更精密的测量。

宇宙微波背景辐射的发现,是继1929年哈勃发现星系谱线红移之后的又一重大的天文成就,因此它被列为20世纪60年代天文学四大发现之一。

微波背景辐射的发现有力地支持了宇宙大爆炸理论。

3.宇宙年龄根据哈勃定律可以知道,距离我们越远的星系,远离我们的速度就越快。

根据这个定理,我们可以计算宇宙膨胀了多久,因为星球的光波强弱,和它离开地球的距离有直接关系。

因此,科学家便可计算星球离开地球的距离,从而得知哈勃常数的数值,进一步更计算出宇宙的年龄。

而哈勃常数也可以称为宇宙膨胀系数。

设有一圆其半径R随时间t正比变化 R=Kt (K可以看作是该圆半径的膨胀系数) 再设圆上两点A,B,其对圆心的夹角为a, 则 A到B的弧线长度l可表示为l=aR=aKt则对A点来说,B的退行速度v可表示为v=l/t=aK由于夹角a可表示为v=K*(l/R)=(K/R)*l或 l=(R/K)*v可以看出,两点之间的距离和其相互间的退行速度之间存在正比关系,这正和哈勃观测到的现象一致。

他们之间的比例因子R/K刚好就是这个圆从半径为0变到R所需要的时间。

这个情形也可以推广到我们的宇宙。

更进一步,如果宇宙历史上不是均匀膨胀的,哈勃常所代表宇宙年龄可能比宇宙的实际年龄大或者小。

哈勃常数代表宇宙年龄。

哈勃定律为r=v/H上式中r为天体的距离,v=ZcZ为天体的光谱红移量,c为光速,H为哈勃常数。

哈勃常数H的倒数与R/K有点对应,也就是说按宇宙膨胀理论,哈勃常数H的倒数为宇宙的年龄。

4.暗物质与暗能量(1)暗物质的发现大约65年前,第一次发现了暗物质存在的证据。

弗里兹·扎维奇发现,大型星系团中的星系具有极高的运动速度,除非星系团的质量是根据其中恒星数量计算所得到的值的100倍以上,否则星系团根本无法束缚住这些星系。

最直观的证据是旋涡星系的旋转曲线。

尽管对暗物质的性质仍然一无所知,但是到了80年代,占宇宙能量密度大约20%的暗物质以被广为接受了。

(2)暗能量的发现在引入宇宙暴涨理论之后,许多宇宙学家相信我们的宇宙是平直的,而且宇宙总能量密度必定是等于临界值的(这一临界值用于区分宇宙是封闭的还是开放的)。

与此同时,宇宙学家们也倾向于一个简单的宇宙,其中能量密度都以物质的形式出现,包括4%的普通物质和96%的暗物质。

但事实上,观测从来就没有与此相符合过。

虽然在总物质密度的估计上存在着比较大的误差,但是这一误差还没有大到使物质的总量达到临界值,而且这一观测和理论模型之间的不一致也随着时间变得越来越尖锐。

当意识到没有足够的物质能来解释宇宙的结构及其特性时,暗能量出现了。

暗能量和暗物质的唯一共同点是它们既不发光也不吸收光。

从微观上讲,它们的组成是完全不同的——像普通的物质一样,暗物质是引力自吸引的,而且与普通物质成团并形成星系。

暗能量是引力自相斥的,并且在宇宙中几乎均匀的分布。

所以,在统计星系的能量时会遗漏暗能量。

暗能量可以解释观测到的物质密度和由暴涨理论预言的临界密度之间70-80%的差异。

(3)对宇宙认识的转变——没发现暗能量,仅知道暗物质时:按照爱因斯坦的广义相对论,在一个仅含有物质的宇宙中,物质密度决定了宇宙的几何,以及宇宙的过去和未来。

当认识到暗能量时:总能量密度(物质能量密度与暗能量密度之和)决定着宇宙的几何特性。

并且宇宙已经从物质占主导的时期过渡到了暗能量占主导的时期。

普通中发光物质占了宇宙总能量的0.4%,其他的普通物质占了3.7%,暗物质占了近23%,另外的73%是占主导暗能量。

自上个世纪60年代宇宙微波背景辐射被发现后,作为“大爆炸”的遗迹,其被众多天文学家作为构建标准宇宙模型的基础,而关于宇宙物质构成的确认也主要依据宇宙微波背景辐射图谱的分析。

2001年6月,美国宇航局(NASA)发射了威尔金森微波各向异性探测器(WMAP),该探测器在宇宙学参量的测量上提供了许多比早先仪器更准确的数值,依据它提供的数据,宇宙是在不断加速膨胀的。

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