第十章大爆炸与宇宙起源
第十章 大爆炸与宇宙起源
1观代字宙学的若干大事 义相对论(Einstein,1915) 宇宙学原理(Einstein,1917) 爱因斯坦宇宙(1917) Friedmann宇宙(1922) 哈勃发现宇宙膨胀(1929) 大爆炸宇宙学(Gamow,1946) 原初核合成(Gamow) 宇宙微波背景辐射的发现(Penzias-Wilson,1965) 暴胀宇宙(Guth,1982) 宇宙微波背景辐射黑体谱与各向异性(1990,COBE) 宇宙加速膨胀的发现(Reiss一Perlmutter,1998)
n 广义相对论 (Einstein, 1915) n 宇宙学原理 (Einstein, 1917) n 爱因斯坦宇宙 (1917) n Friedmann宇宙 (1922) n 哈勃发现宇宙膨胀(1929) n 大爆炸宇宙学 (Gamow, 1946) n 原初核合成(Gamow) n 宇宙微波背景辐射的发现 (Penzias-Wilson, 1965) n 暴胀宇宙 (Guth, 1982) n 宇宙微波背景辐射黑体谱与各向异性(1990,COBE) n 宇宙加速膨胀的发现(Reiss-Perlmutter,1998)
人手的尺度在粒子与字宙中向(字 x10,000 C临 1 薄 Galaxy Clustera x100 Moleculos 流游 通2 丁10 Miky Way Galaxy x 1 blllion ● Atoms ×10,00 ④白Bementary Solar System Partclos x100,000 老的 夸克 x10.000 Mountain x10,000
宇宙 夸克
宇宙学原理 历史上:爱因斯坦的简化假设: 从银河系扩大到河外星系。 宇宙在大尺度(亿万光年)上是 各向同性的、均匀的。 宇宙没有中心,也没有边界。 在任何一个典型星系上观测宇宙 及其规律都是一样的。 宇宙在大尺度上可以看作一个以 星系作为分子的均匀气体。 一句给:字宙是一个物质在其 中几乎构与分布的体系,没有特 殊的观察者
宇宙学原理 n 历史上:爱因斯坦的简化假设: 从银河系扩大到河外星系。 n 宇宙在大尺度(亿万光年)上是 各向同性的、均匀的。 n 宇宙没有中心,也没有边界。 n 在任何一个典型星系上观测宇宙 及其规律都是一样的。 n 宇宙在大尺度上可以看作一个以 星系作为分子的均匀气体。 n
牛顿还是爱因斯控?
牛顿还是爱因斯坦?
件颜框架无法研究宇宙学 如果有限,问: 1)中心在哪里? 2)边界在哪里?边界外是什么? 如果无限,问: 1)夜里为什么天黑? Olbers之谜 2)如何称重量? ---Seeliger之谜
牛顿框架无法研究宇宙学 n 如果有限,问: 1)中心在哪里? 2)边界在哪里?边界外是什么? n 如果无限,问: 1)夜里为什么天黑? ------ Olbers之谜 2)如何称重量? ------ Seeliger之谜
无限的宇宙没有黑夜! {2 Olbers
无限的宇宙没有黑夜! Olbers
Olbers之继 亮度与距离平方成反比。 不同距离上贡献的总亮 度是一样的。 无限大空间贡献的将是 无限亮。 黑夜应当是明亮的。 1964年,哈里森认为,上 述论证的错误在于假定恒 星一直发光,如果考虑恒 星寿命,就会得出遥远恒 观察者 星的辐射能密度太小了
· · · 亮度与距离平方成反比。 不同距离上贡献的总亮 度是一样的。 无限大空间贡献的将是 无限亮。 黑夜应当是明亮的。 1964年,哈里森认为,上 述论证的错误在于假定恒 星一直发光,如果考虑恒 星寿命,就会得出遥远恒 星的辐射能密度太小了。 Olbers 之谜 观察者
Seeliger之继 ■引力也是与距离平方 成反比。 从无限宇宙来看,引 力问题也会出现无限 大或不确定。 ■引力势△0=4πGp
Seeliger 之谜 n 引力也是与距离平方 成反比。 n 从无限宇宙来看,引 力问题也会出现无限 大或不确定。 n 引力势 4G
等级式宇宙模型 1908年,瑞典天文学家沙立 叶认为,宇宙似乎具有逐级成 团分布的结构,比如恒星属于 第一级,星系是第二级,再上 是星系团,超星系团等等。 等级式宇宙模型修改了星体均 匀分布的前提,实际上置宇宙 学原理于不顾,它要求各级天 体系统的尺度满足适当的条件 才能避免奥伯斯徉谬,另外它 无法解释后来发现的星系红移 现象
等级式宇宙模型 n 1908年,瑞典天文学家沙立 叶认为,宇宙似乎具有逐级成 团分布的结构,比如恒星属于 第一级,星系是第二级,再上 是星系团,超星系团等等。 n 等级式宇宙模型修改了星体均 匀分布的前提,实际上置宇宙 学原理于不顾,它要求各级天 体系统的尺度满足适当的条件, 才能避免奥伯斯佯谬,另外它 无法解释后来发现的星系红移 现象