文章与日志

宇宙史的三个主要实验支柱：
1.哈勃定律；
2.宇宙中轻元素(氦氘锂)的相对丰度；
3.宇宙微波背景辐射。

宇宙典型尺度:
地球距离太阳约光行8分钟;
太阳距离银河系中心约8.5kpc(1pc约为3.26光年)；
银河系属于一个尺度为Mpc的Virgo星系群；
Virgo星系群属于一个尺度约100Mpc的超星系群；
可见宇宙的尺度约为1000Mpc；

整个宇宙呢？
对于整个宇宙的图景,需要从第一性原理出发加以构造,然后求印证.

FRW宇宙模型

当牛顿厘清人感官里面的日常经验，并得到关于时空当中运动的经典力学图景之后，自然地期望把这个图景扩张到整个宇宙，实际上，他的自然哲学的数学原理所指向的终极目标，就是宇宙。

依据后面的文献总结一下哈勃空间望远镜(HST)近15年来的主要结果.

睁开眼睛的哈勃

接受航天飞机维护的哈勃

重12.5吨,发射于1990年4月.
轨道高度607公里,轨道周期90分钟.
空间角分辨率0.05弧秒;感光上限到波长1150埃;在紫外区域其敏感性是此前望远镜的100到1000倍.
1.太阳系
从1994年7月16日开始,SL-9彗星被木星引力潮汐撕碎而成的20多块碎片,开始陆续撞击木星,使得拥有现代科学观测工具的人类第一次活生生地看到了引力作用下天体的吞噬过程.
HST用足够清晰的照片验证了如下一些撞击力学描述:

在宇宙空间,碟子状结构是最常见的力学结构,大约1半的恒星都位于碟子状螺旋星系当中,而象太阳系这样有行星的碟子状恒星结构,也越来越有迹象表明是普遍存在的.另外碟子的构型也出现在很多其他地方,如白矮星和黑洞,因此碟子一定引力的常见力学结果.

用红外眼睛朝银河系中心望去:

CREDIT: IPAC/CALTECH/2MASS/NASA

如果有可能在远处俯视银河这个大盘子:

CREDIT: CHRIS BUTLER
宇宙可见结构的演化,最主要的研究方法是计算机模拟.

Cosmological Parameters from Eigenmode Analysis of Sloan Digital Sky Survey Galaxy Redshifts

原文

We present estimates of cosmological parameters from the application of the Karhunen-Loève transform to the analysis of the 3D power spectrum of density fluctuations using Sloan Digital Sky Survey galaxy redshifts. We use mh and fb = b/m to describe the shape of the power spectrum, 8gL" align="middle"> for the (linearly extrapolated) normalization, and to parametrize linear theory redshift space distortions. On scales k 0.16hMpc–1, our maximum likelihood values are mh = 0.264 ± 0.043, fb = 0.286 ± 0.065, 8gL" align="middle"> = 0.966 ± 0.048, and = 0.45 ± 0.12. When we take a prior on b from WMAP, we find mh = 0.207 ± 0.030, which is in excellent agreement with WMAP and 2dF. This indicates that we have reasonably measured the gross shape of the power spectrum but we have difficulty breaking the degeneracy between mh and fb because the baryon oscillations are not resolved in the current spectroscopic survey window function. ©2004 American Institute of Physics

宇宙的舞台

宇宙的一切活动总是在时空当中进行的，我们对于一切宇宙现象的观察，从粒子到宇宙的视界地平线，都是站在一定的时空位置，来感受天地间万事万物的沧桑变幻。时空，就是这个我们置身其间的宇宙戏剧的舞台。对于这个舞台，人类最初的日常直觉是很简单的，但随着人类对于这个舞台上发生的事件看得越来越清晰，大量的事实要求我们不得不把更多的注意力转移到时空舞台本身，使得我们在看到以物质为主角的戏剧高潮迭起的同时，看到时空舞台本身也愈加神奇，从一个恒稳安静的框架，变为一步一胜景的时刻运动着的，甚至可以暴膨，卷曲和穿洞的妙不可言的活动大舞台。这个观感的历史，就是人类物理学与宇宙学进步的历史。