한국   대만   중국   일본 
??宇宙? - ?基百科，自由的百科全? 跳?到?容

??宇宙?

本页使用了标题或全文手工转换
?基百科，自由的百科全?
本?目所?系列
物理宇宙?
早期宇宙
膨脹宇宙
結構形成
宇宙的遠景
成分
宇宙論的歷史
實驗
科學家
社會衝擊

??宇宙? 是 宇宙? 的分支之一，?究者使用 ?? 方法?究 宇宙 的起源和演化。觀測主要藉由 望?? 、 宇宙射? 探?器 、 引力波探?器 等探測儀器進行。

早期?? [ ?? ]

?今 物理宇宙? 的主要?容是在 沙普利-柯?斯之? 往后的?年內?立的，??確定了宇宙的尺度大於 ?河系 。?些理?通??宇宙尺寸的?量，以及?宇宙中一些可用 ?因斯坦 ??相?? 解?的?力??象的??建立而成。早期，宇宙?是一?基于非常有限的??的推?科?，其特点在于 ??宇宙 理?者? 大爆炸理? 的推?者之?的??。直到20世?90年代后，天文??才消除了理?之?的??，?推?這個領域走向 大衛·施拉姆 在1992年?家科?院???告?上所說的“宇宙?的?金?代”。 [1]

哈柏定律和宇宙距離尺度 [ ?? ]

主?目： 哈勃?勒梅特定律 和 宇宙距離尺度

從古自今，天文測量一直被巨大的測量誤差所困擾。在早期主要使用 ?星視差 法??近?星的距離?行的?量中，此??尤甚。視差法可以用來測量附近?星的距離，但銀河系外天體的因視差太小而無法使用此法，造成測量上的限制。?此， 亨麗愛塔·勒維特 在1908年?出了將 造父變星 當作標準燭光的方法。這? 愛德文·哈勃 提供了測定 螺旋星雲 距離所需要的 宇宙距離尺度 。哈伯使用 威??山天文台 的 虎克望遠鏡 辨認那些 星系 中個別的?星，?分離出其中的造父變星以測量這些星系的距離。此?動確立了螺旋星系遠在銀河系之外的??。確定與“島宇宙”（ Island universes ）的距離??正如他們在大?傳媒中所稱??確立了宇宙的規模，?永遠解決了 沙普利-柯?斯之爭 。 [註 1]

1927年時， ?治·勒梅特 結合多種測量方法，包含哈伯距離量測和 維斯托·斯里弗 的 紅移 測量，率先求得了星系距離和?們退行速度之間的正比常數的近似???600 km/s/Mpc [3] [4] [5] [6] [7] [8] 。他指出這個數字可由奠基於 廣義相對論 的宇宙學模型所預測 [3] 。兩年後， 哈伯指出星系距離和其退行速度正相關，斜率是500 km/s/Mpc [9] 這種相關性后?被稱?「 哈勃?勒梅特定律 」，?成?了 宇宙膨? （ 英? ： Metric expansion of space ） 理論的觀測基礎，現今宇宙學仍然建基於此之上。斯里弗（ Slipher ）、 懷? （ 英? ： Wirtz ） 、哈伯及他們同事的觀測論文，以及理??家?????果于?因斯坦??相??的理?意?的?可被認?是現代宇宙學的開端 [註 2] 。

元素?度 [ ?? ]

主?目： 宇宙化學 和 天文化學

宇宙的 化學元素?度 的確定在歷史上可追溯到??自天?光?的早期 光譜學 觀測，以及?其中 發射譜線 （ 英? ： emission ） 和 吸收譜線 （ 英? ： emission ） 的辨認???些??對應於地球上的 化學元素 中的特定電子躍遷。例如，元素 ? 首先在 太陽 光譜中被辨認，然後才在地球上以氣體形式分離出來。 [11] [12]

通過光譜觀察來計算 隕石 的元素組成，可以?算出宇宙中化?元素的相??度。完整的結果可以在 這裡 ?到。

宇宙微波背景輻射探測 [ ?? ]

參見： 宇宙微波背景?究史 （ 英? ： Discovery of cosmic microwave background radiation ）
威爾金森微波各向異性探測器觀測的宇宙微波背景輻射

宇宙微波背景 在1948年由 ?治·伽莫夫 和 拉?夫·阿?菲 預測，源自阿?菲和 ?伯特·赫?曼 的 大爆炸 模型。更進一步，阿?菲和赫?曼得以計算出宇宙微波背景輻射的溫度 [13] ，但是他們的結果在當時?沒有得到廣泛的討論。赫爾曼和阿爾菲的預測後來又在1960年初期被 雅可夫·??多?奇 重新發現，由 ?伯特·H·迪克 獨立預測，?由 蘇聯 天文物理學家 安德烈·多?什克?奇 和 伊戈?·德米特里耶?奇·??科夫 在1964年的一篇簡單論文首次確認宇宙微波背景輻射是可觀測的現象。 [14] 1964年 大衛·托德·威爾金森 和迪克在 普林斯?大? 的同事Peter Roll開始建造迪克微波探測器探測宇宙微波背景輻射。 [15] 1965年 阿?·彭??斯 和 ?伯特·威?? 在 ?姆德爾?區 附近的 克勞福德山 （ 英? ： Crawford Hill ） 的 貝爾實驗室 建造微波探測器，他們打算?其用于射電天文學和衛星通信實驗。他們測量到額外、無法解釋的3.5 K的 天線溫度 （ 英? ： noise temperature ） 。在接到克勞福德山的電話之後，迪克說了那句著名的自嘲：「男孩們，我們被騙了。」 [16] 普林斯頓和克勞福德山小組之間的會議確認天線溫度其實是因?宇宙微波背景輻射。彭??斯和威??在1978年因此重大貢獻得到 ???物理?? 。

現代觀測 [ ?? ]

現今，觀測宇宙學持續測試理論宇宙學之預測，使宇宙學模型更加完善。例如， 暗物質 的觀測證據大幅影響了 宇宙結構 （ 英? ： structure formation ） 和 星系的形成和演化 的理論建模。20世?90年代后期，人?在??用精?的 超新星 ?准?光 校准哈伯??，?得了暗能量存在的???据。這些?察?果已被納入一個被稱? ΛCDM模型 的六參數?架中，該模型解釋了宇宙中組成物質的演變。隨後通過對宇宙微波背景輻射的詳細??，特別是 威爾金森微波各向異性探測器 實驗，驗證了該模型。

這裡包括直接影響宇宙學的現代觀測。

紅移巡天 [ ?? ]

主?目： 紅移巡天

隨著 望遠鏡 的出現和 光譜儀 的改進，已經有許多合作計?拍攝 紅移 空間中的宇宙。通過將紅移與天球位置數據結合，紅移巡天可以繪製天空中物質的三維分佈。這些??用於測量宇宙的 大尺度結構 的性質。 長城 是一個超過5億 光年 寬的 超星系團 ，?紅移巡天提供?而有力的例子。 [17] CfA紅移巡天 是第一個紅移巡天計?，1977年開始搜集資料，1982年完成。 [18] 最近， 2度視場星系紅移巡天 探測了宇宙一部分的大尺度結構，獲取超過220000星系的紅移?。2002年完成資料的搜集，最後在2003年6月30日公布最終 資料 （ 英? ： data set ） [19] （除了繪製大尺度星系結構外，2度視場星系紅移巡天還確定了 微中子 質量的上限。） 史隆數位巡天 （SDSS）是?一個?得注意的巡天計?，從2011年開始進行，目的是獲得大約1億個天體的觀測資料。 [20] SDSS已記錄紅移高達0.4的星系，?參與了?z>6的 類星體 的探測。 深度2紅移巡天 使用 凱克天文台 的新型“DEIMOS” 攝譜儀 。作?深度1紅移巡天試驗計劃的後續工作，深度2紅移巡天旨在測量紅移0.7及以上的暗淡星系，此計劃也是對史隆數位巡天和2度視場星系紅移巡天的?充。

宇宙微波背景輻射實驗 [ ?? ]

參見： 宇宙微波背景輻射實驗列表 （ 英? ： List of cosmic microwave background experiments ）

宇宙微波背景輻射被發現之後，已進行過數以百計的宇宙微波背景實驗以測量、?出輻射的特徵。其中最著名的實驗可能是 美國太空總署 1989年到1996年之間在軌道上的 宇宙背景探測器 （COBE）衛星，在其檢測能力的極限觀測?量化大尺度各向?性。受到COBE初步結果??宇宙背景?端均?和各向同性??的?發，一系列地面和氣球的觀測實驗在接下來十年內於較小的角度尺度上量化了宇宙微波背景輻射的各向異性。這些實驗的主要目標是測量第一??峰的角尺度，先前的COBE??因?解析度不足而無法?行這種?量。其測量結果??了 宇宙弦 （ 英? ： cosmic strings ） 作?主?宇宙結構形成的理論的地位，?指出 宇宙膨脹 才是正確的理論。20世紀90年代期間，探測器對測量第一峰?的靈敏度越來越高，而根據2000年時 毫米波段氣球觀天計? 的報告，最高的輻射?度漲落發生在約莫1度的尺度上。搭配其他的宇宙學數據一起看的話，這些結果意味著宇宙的?何是 平坦的 。許多地面的 干涉式望遠鏡 於接下來三年提供了更高精度的?落測量結果，那些測量儀包括 極小陣列 、 度角尺度干涉儀 （DASI）和 宇宙背景成像儀 （ 英? ： Cosmic Background Imager ） （CBI）。DASI首次檢測到宇宙微波背景的偏振；CBI首次?量了E模功率?，??出了其?T模功率?相位不同的?据。

2001年六月，美國太空總署發射第二顆宇宙微波背景輻射探測太空衛星「 威?金森微波各向?性探?器 」，以獲取更準確的全天大尺度各向異性結構的數據。這項任務的第一個結果??對小於一度尺度的角度功率頻譜詳細測量??于2003年公佈，??果?各種宇宙學參數的取?范?作了?格的限制。結果與 宇宙暴脹 以及其他各種競爭理論的預期大致一致，相??据和??可以?NASA的宇宙微波背景數據中心（CMB）?取。?管威?金森微波各向?性探?器對宇宙微波背景輻射中的大角度的?落（角尺度?月球相?）提供了非常精確的測量，但?沒有足?的角分辨率來測量那些以前使用地面干涉儀看到的較小尺度?落。

第三個太空任務， 普朗克衛星 在2009年五月發射。普朗克衛星配有 高?子?移率晶?管 輻射計和 ?射??量? ，能?以高于威?金森微波各向?性探?器的解析度?量宇宙微波背景輻射結構。與前兩次太空任務不同，普朗克衛星是美國太空總署與 歐洲空間局 （ESA）的合作?目。該衛星的探測器曾在南極洲 Viper望遠鏡 （ 英? ： Viper telescope ） 的 角分宇宙學陣列接收器 （ 英? ： Arcminute Cosmology Bolometer Array Receiver ） （ACBAR）實驗中 氣球望遠鏡 （ 英? ： Archeops ） 上試運行；?在ACBAR上?生了目前?止最精確的小角度尺度測量結果。

其他的地面設施，如位於南極洲的 南極望遠鏡 和 Clover （ 英? ： Clover (telescope) ） 計?、智利的 阿塔?馬宇宙學望遠鏡 （ 英? ： Atacama Cosmology Telescope ） 和 QUIET望遠鏡 （ 英? ： QUIET telescope ） ，將提供衛星無法提供的數據，如B模偏振。

望遠鏡探測 [ ?? ]

電波 [ ?? ]

電波星系 是最亮的低頻率電波（10 MHz 和 100 GHz）輻射源，我們可以在高紅移的宇宙中觀測到??的星系。?們是 活動星系核 的子集，具有延展的結構，如辦和噴流，?們和 活動星系核 距離百萬 秒差距 。由於無線電星系是如此明亮，天文學家用?們探測極度遠和早期的宇宙演化。

紅外線 [ ?? ]

包含 次毫米波天文學 （ 英? ： submillimeter astronomy ） 的遠 紅外線 觀測揭示了許多宇宙距離尺度的天體。除了少數的 大氣?口 ，大多數的紅外線被大氣層吸收。通常人們使用氣球或是太空望遠鏡觀測。現今紅外線觀測計?包含 近紅外線照相機和多目標分光儀 、 宇宙起源頻譜儀 、 史匹哲太空望遠鏡 、 凱克天文台 、 同溫層紅外線天文台 和 赫雪爾太空望遠鏡 。下一個美國太空總署計劃的大型太空望遠鏡計?， 詹姆斯·?伯太空望?? 也可以看近紅外線波段。

近紅外線觀測計?，例如 2微米全天巡天 也是一個非常有用的工具，如下面將會提到的可見光觀測可獲取星系分佈。

光學 [ ?? ]

可見光觀測仍是天文學的主要方法。對宇宙學而言，這意味著，?了要了解與宇宙 大尺度結構 與 星系演化 ，需要觀測遙遠星系與星系團。 紅移巡天 是一種常見的手段，包括 2度視場星係紅移巡天 、 史隆數位巡天 ，以及?將發布的 大型綜合巡天望遠鏡 。這些光學觀測一般以 光度測定 或 光譜 來測量星系的 紅移 ，然後通過 哈勃?勒梅特定律 ，確定由於 本動速度 引起的距離模數紅移?曲。?外，星系的 天體坐標 可以提供關於其他兩個空間維度的信息。依据?些信息，人?可以建構出星系在宇宙中的三維分佈。

?端深空??（可以說是對極端暗的天體觀測）也是一個宇宙學中重要的觀測方法，例如 哈伯深空 、 哈伯超深空 和 哈伯南天深空 。

紫外線 [ ?? ]

X光 [ ?? ]

參見： X-ray telescope （ 英? ： X-ray telescope ）

伽瑪射線 [ ?? ]

宇宙射線觀測 [ ?? ]

未來觀測 [ ?? ]

宇宙中微子 [ ?? ]

主?目： 宇宙中微子背景輻射

?宇宙微波背景輻射?似， 大霹靂 同樣預測宇宙中充滿了 宇宙中微子背景輻射 。微波背景輻射是宇宙?生380000年?的遺物，但中微子背景輻射則是宇宙年齡兩秒鐘時遺留下來的痕跡。

如果我們可以觀測到中微子，??成?觀測非常早期宇宙的?口。然而不幸的是，這些中微子非常的冷，所以幾乎不可能看得到。

重力波 [ ?? ]

主?目： 重力波背景

參見 [ ?? ]

注? [ ?? ]

  1. ^ “島宇宙”是指18世紀和19世紀各種學者思想家所推崇的思辨觀念。最著名的早期支持者是哲學家 伊曼努爾·康德 ，除了他更著名的哲學著作之外，他還發表了許多關於天文學的論文。 [2]
  2. ^ 他的知名度在 時代雜誌 的列表中得到了認可，??志在“ ?代百大人物 ??20世紀最有影響力的人物名單”中列出了哈伯的名字。 邁克爾·萊尼克 （ 英? ： Michael Lemonick ） 回憶說：「他發現了宇宙，?在此基礎上創立了宇宙學。」 [10]

?考文? [ ?? ]

  1. ^ Arthur M. Sackler Colloquia of the National Academy of Sciences: Physical Cosmology; Irvine, California: March 27?28, 1992.
  2. ^ Kant, I., 1755. Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels , Part I, J.F. Peterson, Konigsberg and Leipzig.
  3. ^ 3.0 3.1 Lemaitre, G. Un univers homogene de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nebuleuses extra-galactiques. Annales de la Societe Scientifique de Bruxelles A. 1927, 47 : 49?56. Bibcode:1927ASSB...47...49L .   Partially translated in Lemaitre, G. Expansion of the universe, A homogeneous universe of constant mass and increasing radius accounting for the radial velocity of extra-galactic nebulae. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 1931, 91 : 483?490. Bibcode:1931MNRAS..91..483L . doi:10.1093/mnras/91.5.483 .  
  4. ^ van den Bergh, S. The Curious Case of Lemaitre's Equation No. 24. Journal of the Royal Astronomical Society of Canada （ 英? ： Journal of the Royal Astronomical Society of Canada ） . 2011, 105 (4): 151. Bibcode:2011JRASC.105..151V . arXiv:1106.1195   可免费查阅.  
  5. ^ Block, D. L. Georges Lemaitre and Stiglers Law of Eponymy. Holder, R. D.; Mitton, S. (?). Georges Lemaitre: Life, Science and Legacy. Astrophysics and Space Science Library 395 . 2012: 89?96. Bibcode:2012ASSL..395...89B . ISBN  978-3-642-32253-2 . arXiv:1106.3928   可免费查阅. doi:10.1007/978-3-642-32254-9_8 .  
  6. ^ Reich, E. S. Edwin Hubble in translation trouble . Nature News . 27 June 2011 [ 2018-12-25 ] . doi:10.1038/news.2011.385 . （原始?容 存? 于2017-03-21）.  
  7. ^ Livio, M. Lost in translation: Mystery of the missing text solved. Nature . 2011, 479 (7372): 171. Bibcode:2011Natur.479..171L . PMID 22071745 . doi:10.1038/479171a .  
  8. ^ Livio, M.; Riess, A. Measuring the Hubble constant. Physics Today （ 英? ： Physics Today ） . 2013, 66 (10): 41. Bibcode:2013PhT....66j..41L . doi:10.1063/PT.3.2148 .  
  9. ^ Hubble, E. A relation between distance and radial velocity among extra-galactic nebulae . Proceedings of the National Academy of Sciences . 1929, 15 (3): 168?73 [ 2018-12-25 ] . Bibcode:1929PNAS...15..168H . PMC 522427   可免费查阅. PMID 16577160 . doi:10.1073/pnas.15.3.168 . （原始?容 存? 于2008-06-30）.  
  10. ^ [1] （ ?面存??? ，存于 互???案? ）
  11. ^ The Encyclopedia of the Chemical Elements , page 256
  12. ^ Oxford English Dictionary (1989), s.v. "helium". 2006年12月16日瀏覽自牛津線上英文詞典。同來源引述?爾斯·威維爾·湯姆森（1872年）在"不列?科學協會報告"說：「富蘭克林和洛克耶??，太?黃色日冕的光譜中距離 D線 不遠處有?非常明顯的譜線，當時在地球上?不到可以發出這個光譜的元素。?似乎代表一種新的物質，他們建議將其稱??。」
  13. ^ Gamow, G. The Origin of Elements and the Separation of Galaxies. Physical Review. 1948, 74 : 505. Bibcode:1948PhRv...74..505G . doi:10.1103/physrev.74.505.2 .   Gamow, G. The evolution of the universe. Nature. 1948, 162 : 680. Bibcode:1948Natur.162..680G . doi:10.1038/162680a0 .   Alpher, R. A.; Herman, R. On the Relative Abundance of the Elements. Physical Review: 1577. Bibcode:1948PhRv...74.1577A . doi:10.1103/physrev.74.1577 .  
  14. ^ A. A. Penzias. The origin of elements. (PDF) . Nobel lecture . [ October 4, 2006] . （原始?容 存? (PDF) 于2011-01-17）.  
  15. ^ R. H. Dicke, "The measurement of thermal radiation at microwave frequencies", Rev. Sci. Instrum. 17 , 268 (1946). This basic design for a radiometer has been used in most subsequent cosmic microwave background experiments.
  16. ^ A. A. Penzias and R. W. Wilson, "A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s," Astrophysical Journal 142 (1965), 419. R. H. Dicke, P. J. E. Peebles, P. G. Roll and D. T. Wilkinson, "Cosmic Black-Body Radiation," Astrophysical Journal 142 (1965), 414. The history is given in P. J. E. Peebles, Principles of physical cosmology (Princeton Univ. Pr., Princeton 1993).
  17. ^ M. J. Geller & J. P. Huchra, Science 246 , 897 (1989). online （ ?面存??? ，存于 互???案? ）
  18. ^ 參見CfA官方網站獲取更詳細資料 website （ ?面存??? ，存于 互???案? ）
  19. ^ Shaun Cole; et al. (The 2dFGRS Collaboration). The 2dF galaxy redshift survey: Power-spectrum analysis of the final dataset and cosmological implications. Mon. Not. R. Astron. Soc. 2005, 362 : 505–34. Bibcode:2005MNRAS.362..505C . arXiv:astro-ph/0501174   可免费查阅. doi:10.1111/j.1365-2966.2005.09318.x .   2dF Galaxy Redshift Survey homepage （ ?面存??? ，存于 互???案? ）
  20. ^ SDSS主頁 . [ 2018-12-26 ] . （原始?容 存? 于2011-02-20）.  
早期宇宙
膨?宇宙
??形成
成分
??表
??
宇宙的終極命運
科?家
取自“ https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=??宇宙?&oldid=69898921 ”