§15-5宇宙学简介 一、哈勃定律宇宙膨胀说 1929年哈勃(E.P.Hubble)研究星系光谱的红移现象 C 星系推行速度v与距离成正比 哈勃定 律 v=Hod 哈勃常量 H,=50h,km/(s·Mpc)1≤h≤2 让元子觉道司退欢
上页 下页 返回 退出 一、哈勃定律 宇宙膨胀说 1929年哈勃(E.P.Hubble)研究星系光谱的红移现象 0 v c 星系推行速度v与距离d成正比 0 v H d = 哈勃定 律 哈勃常量 0 0 H h = 50 /( ) km s Mpc §15-5 宇宙学简介 1≤h0≤ 2
宇宙不是静态的,而是处在膨胀 之中,膨胀速度正比于距离。 哈勃(1889-1953) 上意子文道回退此
上页 下页 返回 退出 哈勃 (1889-1953) 宇宙不是静态的,而是处在膨胀 之中,膨胀速度正比于距离
二、大爆炸宇宙模型 根据哈勃定律宇宙之前存在 密度、温度均为无穷大状态。 1948年伽莫夫(G.Gamow) 与合作者提出大爆炸宇宙模型。 宇宙起源于一大爆炸,之后 产生了各种粒子和辐射。 爆 让元下文道司退此
上页 下页 返回 退出 二、大爆炸宇宙模型 根据哈勃定律宇宙之前存在 一密度、温度均为无穷大状态。 1948年伽莫夫(G.Gamow) 与合作者提出大爆炸宇宙模型。 宇宙起源于一大爆炸,之后 产生了各种粒子和辐射
三、宇宙的演化 1.普朗克时代 普朗克时间 hG =5.39×104s 与普朗克时间相应的时代普朗克时代 普朗克长度 =Ct。= hG =1.62×10-35m 上美返回退此
上页 下页 返回 退出 1.普朗克时代 普朗克时间 1 2 44 5 5.39 10 p s G t c − = = 普朗克长度 1 2 35 5 1.62 10 p p m G l ct c − = = = 与普朗克时间相应的时代普朗克时代 三、宇宙的演化
普朗克能量 =1.221×109Gev 普朗克质量 让元不觉返司退
上页 下页 返回 退出 1 5 2 9 1.221 10 p Gev c t G − = = 普朗克能量 1 2 8 2 2.17 10 p p kg c m t c G − = = = 普朗克质量
2.大统一时代 时间约10-36s 产生出重子率多于反重子,成为世界的物质基础。 3.强子时代 时间106s,温度约为5×103K,能量5GeV 质子、中子及反粒子大量产生,温度高于这个温 度时宇宙中可能以夸克和反夸克形式存在。 4.轻子时代 时间102s,温度约为101K,能量10MeV 主要粒子:光子、中微子及其反粒子、电子和正电子 温度达到一定条件,中微子不参与碰撞和热耦合,保 持自由运动,称为中微子脱耦。 上意子文道回退此
上页 下页 返回 退出 2.大统一时代 产生出重子率多于反重子,成为世界的物质基础。 时间约10-36s 3.强子时代 质子、中子及反粒子大量产生,温度高于这个温 度时宇宙中可能以夸克和反夸克形式存在。 时间10-6s,温度约为 5 10 13 K ,能量 5GeV 4.轻子时代 时间10-2s,温度约为 11 10 K ,能量 10 MeV 主要粒子:光子、中微子及其反粒子、电子和正电子 温度达到一定条件,中微子不参与碰撞和热耦合,保 持自由运动,称为中微子脱耦
5.核合成时代 温度降到约10K时,中子与质子碰撞生成氚核, 氚核相撞又生成氦核4He。 6.复合时代 温度降到约4000K时,电子和质子,电子和氦核复合 光子变成自由光子,成为黑体辐射。 约150亿年之前,氢和 氦高速运动碰撞,凝 聚成星系和类星体。 约100亿年之前,形成银 河系、太阳系和行星。 约20亿年前,出现生命,约200到300万年,人类出现。 让贰下觉返可:退此
上页 下页 返回 退出 6.复合时代 温度降到约4000K时,电子和质子,电子和氦核复合 光子变成自由光子,成为黑体辐射。 约150亿年之前,氢和 氦高速运动碰撞,凝 聚成星系和类星体。 约100亿年之前,形成银 河系、太阳系和行星。 约20亿年前,出现生命,约200到300万年,人类出现。 5.核合成时代 温度降到约109K时,中子与质子碰撞生成氚核, 氚核相撞又生成氦核4He
宇宙演化时间表 宇宙时间 温度K 能量IeV 时代 物理过程 0 00 00 奇点 大爆炸 10-44 S 1032 1028 普朗克时代 粒子产生出现时间空间 10-36s 1028 1024 大统一时代 宇宙中物质起源 10-6s 1013 109 强子时代 大量强子产生过程 102s 101 107 粒子时代 轻子产生过程 1s 1010 106 中微子脱耦 5s 5×109 5×105 辐射时代 ete湮灭 3 min 109 105 核合成时代 4He等生成 4×105a 4×103 0.4 复合时代 中性原子生成,星系形成 1010a 2.7 3×10-4 现在 人类进行科学实验
上页 下页 返回 退出 奇点 大爆炸 32 1028 1013 1011 1010 10 9 5 10 9 10 3 4 10 2.7 28 1024 109 106 10 5 5 10 5 100.4 4 3 10− 7 10 普朗克时代 大统一时代 强子时代 粒子时代 辐射时代 核合成时代 复合时代 现在 粒子产生出现时间空间 宇宙中物质起源 大量强子产生过程 轻子产生过程 e +e -湮灭 中微子脱耦 4He等生成 0 44 10 s − 36 10 s − 6 10 s − 2 10 s − 1s 5s 3 min5 4 10 a 10 10 a 中性原子生成,星系形成 人类进行科学实验 宇宙时间 温度/K 能量/eV 时 代 物理过程 宇宙演化时间表
四、大爆炸宇宙模型的成功和困难 以广义相对论为基础,根据大量的观测事实, 成功地描述了从原始火球到现在宇宙的演化,并解 释了大量观测事实。 困难: 视界问题、平坦问题、光滑困 惑、磁单极密度问题和暗物质 等。 让文下元菠面:退收
上页 下页 返回 退出 四、大爆炸宇宙模型的成功和困难 以广义相对论为基础,根据大量的观测事实, 成功地描述了从原始火球到现在宇宙的演化,并解 释了大量观测事实。 困难: 视界问题、平坦问题、光滑困 惑、磁单极密度问题和暗物质 等
选择进入下一节 §15-0教学基本要求 §15-1原子核的基本性质 §15-2原子核的结合能裂变和聚变 §153原子核的放射性衰变 §15-4粒子物理简介 §15-5宇宙学简介 上意子元道回退此
上页 下页 返回 退出 选择进入下一节 §15-0 教学基本要求 §15-1 原子核的基本性质 §15-2 原子核的结合能 裂变和聚变 §15-3 原子核的放射性衰变 §15-4 粒子物理简介 §15-5 宇宙学简介