宇宙中的暗质、暗能量.pdf

摘要本文在回顾宇宙学发展的基础之上,着重研究了现代宇宙学的热点问题——暗宇宙。所谓暗宇宙是指宇宙中的两大未知成分:暗物质与暗能量。近年来的天文观测表明,宇宙中只有约サ奈镏适俏颐撬私獾闹刈游镏剩溆嘣ナ前滴镏剩ナ前的量。本文探讨了暗物质和暗能量的存在、成份及其相互转化。指出了暗物质是形成物体的源泉:暗能量是推动宇宙加速膨胀的源动力:暗物质和暗能量的相互作用决定着宇宙未来的命运。为了揭示暗宇宙的神秘面纱,物理学家们纷纷建立了各种各样的暗能量模型试图说明其性质。暗物质和暗能量已成为现代科学中最重要的问题之一。丶蔧暗物质:暗能量:宇宙加速膨胀:宇宙学大连理工大学硕士学位论文
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期:≯彬海独创性说明作者郑重声明:本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含为获得大连理工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者签名:
上丛年上上日大连理工大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定’’,同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论作者签名:文。导师签名:大连理工大学硕士研究生学位论文
型的加入不但解释了上述疑难,更为重要的是由它出发产生了形成星系的种子——密度宇宙是古老而神秘的话题,中外先哲几乎无不对此作过思考和探索,并得出过自己的结论。然而,宇宙论只有在广义相对论诞生之后才真正算得上科学。年,爱因斯坦建立了广义相对论,他把时间、空间、物质三者紧密地联系起来。随后,实验物理学家验证了:光谱线的引力红移、太阳引起的光线偏转、水星近日点的进动三大经典实验,从而充分地奠定了广义相对论的重要物理地位。兰土甏院螅捎诩际的进步,广义相对论的研究有了质的飞跃,六十年代天文学方面的四大发现:类星体是非常明亮的点状天体,其红移量特别大,是一个强引力源:脉冲星后来被证实是旋转的中子星;微波背景辐射是宇宙大爆炸的遗迹;星际间有机分子的存在。其中前三大发现均与广义相对论和宇宙学有着密切的联系。随着广义相对论的不断完善,宇宙学、天体物理、天体测量学等得到了蓬勃的发展。恒星的结构、转动天体的引力场、吸积盘、脉动的中子星、黑洞探测、引力辐射和引力波探测、大爆炸宇宙学、暴胀宇宙学以及宇宙中的暗物质、暗能量等成了广义相对论的广阔的应用领域浚沟霉阋逑喽月墼嚼丛匠晌A解宇宙不可缺少的理论工具。随着广义相对论的不断完善,宇宙学在此基础上蓬勃的发展起来了【埔一冽。按目前科学界普遍接受的观点,认为最原始的宇宙是一个奇点,现在的宇宙时空正是从这个奇点爆炸出来的,这个模型我们称之为标准宇宙模型或大爆炸佃P汀4诱飧瞿P出发,很好地解释了宇宙的膨胀垂E蛘停旯6院油庑窍档氖酉蛩俣扔刖离关系进行的研究。⑽⒉ū尘胺涞拇嬖诩捌淦紫即背景辐射,年彭齐亚斯和威尔逊发现的。⒂钪嬷星嵩K氐姆岫即核合成理论,年蚑据大爆炸宇宙的热演化史做的详细计算。潜怀莆O执种嫜У娜蠡5憾的是,这个模型留下了许多问题,诸如:视界疑难、平直性疑难或嫡疑难等。为了解决这些问题,,随后放出巨大的真空态潜能,使得宇宙有一个指数膨胀的阶段。暴胀模涨落,从而很好地解释了星系结构形成问题。为了定量地研究宇宙的演化,,得到了宇宙演化的动力学方程,即弗里德曼方程6杂谟钪娴难莼坏R揽慷ρХ匠蹋挂Mü罅抗鄄积累数据,通过构造模型来解释观测结果、推断过去和预言未来。在上世纪末的二十多年里,以天文观测和物理规律为基础的宇宙学理论已可靠地确立了,它被学术界认为是世纪最重要的科学成就之一。!
拇嬖凇觉=甏罅康奶煳墓鄄庵С直┱湍域。这主要归功于世纪年代初卫星对宇宙微波背景的观测,年以来对高红移超新星的精确观测,特别是年美国卫星对宇宙微波背景辐射测量的数据公布,这些天文观测都极大地推动了理论的发展。随着越来越多、越来越精确的天文观侧,宇宙学进入了“精确贝嗣怯戳擞钪嫜У幕平鹗逼凇@斫庥钪娴钠源、演化和最终的命运不再是人类遥不可及的梦想,人们已到了精确构造一个宇宙演化模型的时候了。年代,通过对旋涡星系的白矮星G叩姆治觯嗣侨鲜兜搅擞钪嬷芯大部分物质是不发光的,即我们通常所说的暗物质俊K婧螅通过对型超新星