北京大学校长基金论文集(2003) 红移研究和宇宙学进展 2.关于星系间物质虽然现在还不知道暗物质和暗能量的具体物理性质,但是对于 般的尘埃物质来说,不考虑两次辐射的作用,只能够减弱观测者接收到的光线强 度,而不能改变观测者观测到的频率。 在研究宇宙背景辐射的时候还必须考虑 Sunyaev- Zel'dovich效应(37],[38,33)。S- Z效应包含两个产生因素:一个是背景辐射的光子与分布于星系团中间的电子反应而造 成的S-Z热效应;另一个是由于星系团相对背景辐射运动的多普勒效应而引起的SZ运动 学效应。这些效应使背景辐射的功率谱向频率高的方向移动。因此这个可能使产生背景 辐射各向异性的一个因素。但是研究星系红移的时候,观测的不是功率谱而是特殊谱线 的红移,因此不需要考虑这个效应。 当前进展 3.1超新星研究 超新星可以根据光谱分为I型和∏型:I型超新星不含有氢元素谱线,而Ⅱ型超新星 含有氢元素谱线。I型超新星又可以分为Ia,I和Ic三个子类:Ia型含有较多的硅,Ib型 含有较多的氦,而Ic型则缺乏氦和硅。 理论模型告诉我们,Ia型超新星爆发产生于双星系统,其中一个是含C-O的白矮 星。当这颗白矮星由于吸积来自伴星的物质而超过 Chandrasekhar极限(≈1.4M。)时, 就产生了超新星爆发。由于Ia型超新星爆发的原理大致相似,使不同距离和星系中 这类超新星的光谱具有一致性;同时,Ia型超新星的最大亮度有明显的峰值;此外, 在z>0.1的距离上,ia型超新星的爆发能够以较高的精确度被观测到。([10,[11)由于 它的理论基础已经比较清楚,光谱性质良好,因此Ia型超新星被用作宇宙学中的距离标 尺 利用FRW方程式3和宇宙学红移小节中式9以及光度距离dL=a01(1+2)得到 4:(+-a 其中 8TG r 3H k 满足 k>0 (x),k<0 而v则是物态方程pa3(1+)= const l的系数。 光度距离d定义成B=C/4rd 6北京大学校长基金论文集(2003) 红移研究和宇宙学进展 2. 关于星系间物质虽然现在还不知道暗物质和暗能量的具体物理性质，但是对于一 般的尘埃物质来说，不考虑两次辐射的作用，只能够减弱观测者接收到的光线强 度，而不能改变观测者观测到的频率。 在研究宇宙背景辐射的时候还必须考虑Sunyaev-Zel’dovich效应([37], [38], [33])。S￾Z效应包含两个产生因素：一个是背景辐射的光子与分布于星系团中间的电子反应而造 成的S-Z热效应；另一个是由于星系团相对背景辐射运动的多普勒效应而引起的S-Z运动 学效应。这些效应使背景辐射的功率谱向频率高的方向移动。因此这个可能使产生背景 辐射各向异性的一个因素。但是研究星系红移的时候，观测的不是功率谱而是特殊谱线 的红移，因此不需要考虑这个效应。 三 当前进展 3.1 超新星研究 超新星可以根据光谱分为I型和II型：I型超新星不含有氢元素谱线，而II型超新星 含有氢元素谱线。I型超新星又可以分为Ia，Ib和Ic三个子类：Ia型含有较多的硅，Ib型 含有较多的氦，而Ic型则缺乏氦和硅。 理论模型告诉我们，Ia型超新星爆发产生于双星系统，其中一个是含C-O的白矮 星。当这颗白矮星由于吸积来自伴星的物质而超过Chandrasekhar极限(≈ 1.4 M¯)时， 就产生了超新星爆发。由于Ia型超新星爆发的原理大致相似，使不同距离和星系中 这类超新星的光谱具有一致性；同时，Ia型超新星的最大亮度有明显的峰值；此外， 在z > 0.1的距离上，Ia型超新星的爆发能够以较高的精确度被观测到。([10], [11])由于 它的理论基础已经比较清楚，光谱性质良好，因此Ia型超新星被用作宇宙学中的距离标 尺。 利用FRW方程式3和宇宙学红移小节中式9以及光度距离5dL = a0r1(1 + z)得到 dLH0 = 1 + z p |Ωk| S    p |Ωk| Z z 0 "X i Ωi(1 + z 0 ) 3+3wi − Ωk(1 + z 0 ) 2 #−1/2 dz0    (11) 其中 Ωm ≡ 8πG 3H2 ρm, Ωr ≡ 8πG 3H2 ρr, ΩΛ ≡ Λ 3H2 , Ωk ≡ k H2a 2 满足 Ωk = Ωm + Ωr + ΩΛ − 1 S(x) =    sin(x) , k > 0 x , k = 0 sinh(x) , k < 0 而wi则是物态方程ρia 3(1+wi) = const的系数。 5光度距离dL定义成B = L/4πd2 L 6