从早期人类对宇宙的概念到热大爆炸,介绍宇宙学。主题包括:测量空间和时间、宇宙距离阶梯、引力、广义相对论和时空曲率、宇宙膨胀、大尺度结构、早期宇宙、宇宙微波背景、核合成、暗物质、暗能量和宇宙的最终命运。重点将放在我们如何了解我们对宇宙的了解,包括观察和实验证据。(仅 ABC/NC 评分)课程属性:
SKA 解决了我们这个时代的一些最基本的科学问题。它的科学目标广泛而雄心勃勃,回顾宇宙历史,直至第一批恒星和星系形成的“宇宙黎明”,并寻求天体物理学中一些最大的未解问题的答案。其中包括:星系如何演化?什么是暗能量?它在宇宙膨胀中起什么作用?行星为何围绕恒星形成?我们能否找出并了解引力波来自何处?那里有生命吗?通过单独或与其他先驱机构的合作,SKA 将对宇宙产生新的认识。
尤其是目前运行的强大望远镜宇宙气体,主要由电离原子和电子组成,并占宇宙总物质含量的15%以上(其余的归因于暗物质),继续避免了其精确的分布映射。虽然望远镜使我们可以轻松地观察星系中的恒星,但恒星仅占宇宙中所有气体的一小部分(约2%)。大多数气体嵌入宇宙丝中,并以热热层间培养基的形式存在。绘制其分布不仅对于理解复杂的天体物理过程至关重要,例如活跃的银河核和超新星的猛烈释放能量,而且对于揭示了宇宙中最深刻的奥秘,包括与重力,暗物质和宇宙膨胀有关的宇宙。t
ASTRON 7AB 天体物理学导论:从行星到宇宙学 4 个学分 开课时间:2025 年夏季第二个 6 周课程、2024 年夏季第二个 6 周课程、2023 年夏季第二个 6 周课程 本课程广泛介绍天体物理学,重点介绍物理学在天文学中的应用方式。本课程将涵盖从恒星和行星到星系和宇宙学的小尺度和大尺度天体物理学。主题包括观测天文学、轨道力学、行星、恒星、星际介质、退化物体、银河系、星系、黑洞、类星体、暗物质、宇宙膨胀、宇宙的大尺度结构、宇宙学和大爆炸。本课程中的物理学包括力学、引力、气体动力学理论、辐射、能量传输、量子力学、磁场、狭义相对论和广义相对论。规则和要求
The database analysis (of 100 galaxies and their respective SMBHs) revealed that 77% of the SMBHs are composed of antimatter, resulting in a logarithmic relationship value of (2.945 ± 0.018) for the Log(M Stellar /M ASMBH ), while 23% are composed of matter, resulting in a value of (2.267 ± 0.036) for the Log( M astellar /m smbh)。这些值与理论预测之间的一致性可能不仅仅是偶然。对结果的彻底检查证实了该模型的有效性,并强调了天文学家质量测量的精度,只有3例案例显示了超出预测范围的实际测量误差。这一发现是关键的,因为它表明了乌里亚诺夫理论产生新预测的潜力,例如这种模型。起源于寒冷而空的宇宙,该模型概述了星系质量形成过程,其中ASMHS从宇宙膨胀中利用能量,将其转化为物质和反物质颗粒。此过程被作者称为“小爆炸”模型,反映了其寒冷和渐进的性质,与“大爆炸”的爆炸性形成鲜明对比。
物理学中最为成熟的两个理论框架是广义相对论和量子场论。广义相对论认为,与刚性背景相反,时空本身是一个动态实体,它与存在于其中的物质相互作用。另一方面,量子场论声称,我们与之相互作用的所有基本粒子实际上都是场的量化激发。这两种理论都经受住了实验的考验,精度令人难以置信;然而,它们都存在概念问题,这表明还有我们尚未发现的更深层次的理论。广义相对论在模拟从苹果掉落到宇宙膨胀等现象方面非常成功,但它也预测了自身的失败:时空奇点不可避免地由恒星坍缩形成,此时曲率变为无限大。另一方面,量子场论受到无限性的困扰更为严重。许多表达式仅以形式表达式的形式存在,尽管可以通过重正化方案消除一些分歧,但我们仍然对量子场论作为自然基本描述的真正有效性产生了质疑。除此之外,尽管广义相对论和量子场论是两种经过最精确测试的理论,但它们是由不相容的数学框架构建的,因此不可能同时成立。还有其他更微妙的问题,例如黑洞信息悖论,它促使我们重新审视我们目前可用的理论。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是太空中最强大的望远镜,它似乎比当前理论预期的更早探测到了星系结构的形成。该项目的目的是使用一种精髓型理论来解释早于预期的结构形成,该理论假设宇宙膨胀和暗能量具有相同的起源。这是使用弗里德曼方程完成的,将能量密度项替换为体积时间相关的初始能量项,该初始能量项旨在表示暗能量。这一变化基于这样的假设:暗能量正以光速被另一个相反的宇宙输送到这个宇宙中。新的暗能量理论包括膨胀状态和宇宙学常数状态,如宇宙学标准模型中所述,但与现有哈勃参数的时间依赖性并不完全匹配。这一新理论为早期星系形成的变化提供了一种解释,但尚未成功;然而,调整理论可以更好地适应詹姆斯·韦伯望远镜的观测结果。更好地理解宇宙及其形成将进一步加深科学家对宇宙当前内容及其必然终结的理解。
一些最引人注目的天体物理问题,如加速宇宙膨胀或星系形成的暗能量的性质,在很大程度上依赖于获取大量光谱数据样本的可能性。十八世纪的天文学家设想了经典的客观棱镜法,即通过与望远镜孔径大小相同的棱镜对天体进行成像。该方法可产生天体中每个光源的光谱。它特别适合明亮的光源,因为它有几个缺点:1) 整个光谱上积分的整个天空背景落在每个像素上,增加了噪声; 2) 如果不同光源的光谱沿色散方向排列,则它们的光谱会重叠; 3) 由于没有狭缝,有效分辨率取决于天体的表观大小。尽管存在这些问题,客观棱镜光谱法仍然在使用,因为它很简单,因为它可以使用光栅添加到传统成像仪中,光栅是一种表面蚀刻有光栅的棱镜,可保持所选中心波长的光不偏离。由于与地面相比,天体背景较低,因此它对于太空应用特别方便。哈勃太空望远镜上的成像仪器通常配备一个或多个光栅。还提出了以客观棱镜模式进行全天空勘测的专用卫星。1
在大范围内,Lyman-α森林提供了对宇宙膨胀历史的见解,而在小尺度上,它对生长历史,暗物质的性质和中微子质量的总和施加了严格的限制。这项工作引入了ForestFlow,这是一个新颖的框架,它弥合了大型和小规模分析之间的差距,这些分析传统上依赖于不同的建模方法。使用条件归一化的流量,ForestFlow预测了两种lyman-α线性偏见(Bδ和Bη)和六个参数,描述了三维频谱功率谱(P 3D)的小规模偏差(p 3D),从线性理论作为体体和核学中培养基的功能。随后将它们与Boltzmann求解器相结合,以对P 3D和从其衍生的任何其他统计数据进行一致的预测,从任意大的尺度到非线性制度。在30个固定和分配的宇宙流体动力学模拟的套件中训练,跨越z = 2至4.5的红移,森林流在描述P 3D和一维闪光功率谱(p 1d)中获得了3和1.5%的精度,从线性量表到k = 5 mpc- = 5 mpc- = 5 mpc-k. = 5 mpc-k. = 4 mpc- = 4 mpc = 4 Mpc = 4 mpc = 4 mpc。由于其条件参数化,森林流对电离历史和两个λCDM模型扩展(大量中微子和曲率)显示出相似的性能,尽管训练集中都不包含这些扩展。该框架将对DESI调查的Lyman-α森林测量结果进行全面宇宙学分析。
这是“天体物理学讲义和论文”系列的第三卷。该系列从 2004 年开始每半年出版一次,旨在为专业界提供西班牙天体物理学研究进展的领先集合,这些集合以西班牙皇家物理学会 (RSEF) 每两年一次的会议上天体物理学研讨会上发表的精选演讲为基础。特别是,本卷包含了受邀评论(讲义)和第三届天体物理学研讨会的选集(论文),该研讨会于 2007 年 9 月在格拉纳达大学科学学院举行的第 31 届 RSEF 科学会议期间举行。本书突出介绍了西班牙天体物理学家对行星学、太阳和恒星物理学、河外天文学、宇宙学和天文仪器的一些重要贡献。在几十年没有专门的任务之后,金星再次受到关注。一方面,Ricardo Hueso 及其同事和 Miguel ´ Angel L´opez-Valverde 回顾了 ESA 金星快车对了解邻近行星大气层的贡献。Carme Jordi 在一篇综合论文中描述了用于确定恒星质量、半径、温度、化学成分和光度的主要观测校准技术和方法。垂死恒星对于理解暗能量的性质至关重要,这可能是当今物理学中最基本的问题。Ia 型超新星在十年前显示宇宙膨胀速度加速方面发挥了根本性作用。Inma Dom´ınguez 及其同事详细介绍了热核超新星爆炸的基本物理知识如何影响它们作为天体物理蜡烛的作用。Isabel M´arquez 和 Eduardo Battaner 分别回顾了星系环境对星系活动的影响以及星系中磁场的特性。加那利大望远镜 (GTC) 的首次亮相是 Francisco S´anchez 的评论主题,他是这项如今已成为现实的事业的倡导者。机器人天文学不是未来,而是全球多台望远镜实现的现实,其中一些在西班牙。Alberto Castro-Tirado 介绍了其中一些仪器及其在探测和跟踪 GRB 中的作用。还有更多。代表 RSEF 天体物理学小组,与前几卷一样,编辑们希望这本书能激发人们对天文学的兴趣,尤其是 2009 年是国际天文学年。编辑们感谢西班牙科学和创新部通过拨款 AYA-2007-28639-E 和 FEDER 基金提供的资金支持。本书是在西班牙皇家物理学会 (RSEF) 的赞助下编辑的。