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文档简介
的尺度因子是多大?导出宇宙学红移?g(UV)。这个张量
dx2
。v/c 时空中
c2dt2
R2d2R2
;考虑三维常曲率Kds2
f
f(R)
1KR
K(t),引入尺度因子K(t)
a(t)2
c2dt2
,其中r,θ,φ固有(物理)距离(Properdistance): 光距离如一个星系共动坐标(r=0,θ,φ),另一个星系是(r,现在的固有距离是共动距离(properdistancetodayisco-movingdistance)共动距离(Co-movingdistance): dDprop=a(t)k0ds=0零测地线运动光子从坐标的A点 B点(rB,dθ=dφ=0
to a(t)波前--
1te1
0/
/a(te
a0=2、由力学导出Friedmann的两个方程R
1 R
(g 1
)
,,,,, ,
:,:,, 3、什么是宇宙临界密度?3H0^2/(8\piG)=2.78\times10^11h^2, ,,,, ,, ,,,—q1(13w);wpi,,
0,,w1/3,,
,,,,,,,, a(t)a1
)1q
2(t
)20
,q0>0foradeceleration,q0为因子,另外可以给出,对于现在时刻因子显然, 如果H0≈71km/s/MpcΩm0VΩk1t=1/H0≈140亿年,Ωm1,Ωk=ΩΛ=0t=2/3H090Ωm1t90具体推导与计算:a(t)t积分;对z ,,。
a(t0)=DLre(1Z)
c(1z)
(1z)3
c2dt
dr
r2d
r
2()ddL
2c(1z)2
1z
(1z)3 (angular-diameterdistance)Euclidean 的大 D=
a(te
a(t 角直径距离-D,其与红移关系nckxp
,p ,Epcc,KE;UGM2/Rs sUK0
GM2RcRc0mMpsc2.18108kglp
2GMGG1.621035m;tlppcG(1)nck时大统一理论时代(GUTepocht10-43sT1032K,(GUT)1028-1027K,真空相变,宇宙由辐射为主转为真空能为主,a(t)为e指数增加,宇宙t10-10sT1015K,CP破坏,产生正反物质不t10-4sT1013Kt102sT109K,0.54MeV~5X109K。剩下光子、正微子。中微子温度2.73/1.4=1.9K核时代(nuclear25%。(复合时期当温度降至约几千K,电子与原子核结合形成原子T≈4500K1940sGamov和Alpher首先提出宇宙于约150亿年前一次猛烈的巨大。ρM≈(0.3-0.4)ρc=(0.3-0.4)×10-29gcm->>ρR≈σTTR4/c2=4.8×10-34gcm-
(t)(3)大统一理论时代(GUTepocht10-43sT1032K,(GUT)1028-1027K,真空相变,宇宙由辐射为主转为真空能为主,a(t)为e指数增加,宇宙nk时代:真空潜能释放。nk时间、质量、尺度。P.59起点温度):电子~6109;质子~1013如果正负粒子对产生的速率与湮灭速率相等,称它们处于热平衡状态(thermalequilibrium)。正粒子构成了今天的物质世界。10^9K。如:正、反粒子对的产生和湮灭;氢原子的电离等。1)视界与平直问题3×10-26cm3cm。2)宇宙(GUT)认为在极高的温度下,强相互作用力、弱相互作用力和电磁相互作用力t10-35s,1028Kt10-3510-32s阶段,宇宙经历,尺度增大~1043倍。宇 因而具有相同的温度,后的宇宙依然具有相同的温度。T1010K,p、np,n两者静能有差异,p、n的数密度之比是β=6:1。t=102s,T=109K,正负电子湮灭,p,n不再互相转化,宇宙中的可见物质包括电子、质子和中子,其中质子与中子数目比为β=6:1p,n失去热平衡,100s内,np,1H+ 2H+但氘核(束缚能为2.2Mev)一旦形成,就被高能光子,这个阶段称为氘瓶颈(thedeuteriumbottleneck)。t2min,T9×108K,He,宇宙中的可见物质只有t=103s,T=3×108K,宇宙元素丰度确定。(复合时期当温度降至约几千K,电子与原子核结合形成原子T≈4500KCMB:xsp大降低,辐射与电子退耦时的最后一次散射(背景光子自由前)的概率与z关系:z=1060+-200,该Δz=200CMB。CMB光子的偏振。ΔT/T~10^-5:很小,与各向同性一致;结构形成。l>=2:8、由量子力学测关系、nk质量,估计真空能能量密度,并与暗能量密,若热暗物质质量中微子,速度弥散大,则可以把大尺度上的密度扰动平滑掉,有利于1013-1015Msun的成团结构,相当于(超)星系团,进一步成小结构,如星系。这称为“自上而下”top=down。与COBE对CMB研究不符。力,等级形成大的星系团结构。这称为“自下而上”bottom-up。,量暗晕数显著增加。与“自下而上”bottom-up一致。N体模拟:N个粒子(天体粒子-粒子()N-1-星系形成的ns质量:与恒星形成情形相仿,星系形成也是基于ns引力不稳定理论
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