1、天文学导论第 11讲宇宙学A man said to the universe:“Sir, I exist!”“However,” replied the universe,“The fact has not created in meA sense of obligation.”Stephen Crane (18711900)本讲内容1. 宇宙学原理2. 宇宙在膨胀3. 宇宙起源于一次大爆炸4. 宇宙微波背景辐射5. 宇宙的密度与形状(加速膨胀与暗能量)6. 暴胀宇宙7. 宇宙大尺度结构的形成(暗物质8. 宇宙的演化史9. 结束语1。宇宙学原理 Cosmological Principal
2、宇宙学原理:无论身处宇宙的何处, “观测者 ”所看到的宇宙都是相同的 物理规律的普适性 宇宙学原理的两个推论: 宇宙中的物质分布是均匀的(空间尺度足够大) 宇宙是各向同性的 宇宙学原理表明宇宙既要均匀又要各向同性 数十年的观测证明宇宙学原理是经得起检验的1.1 宇宙中物质是均匀分布的 (Homogeneity) 宇宙在大尺度上(大于几亿光年的超团尺度)均匀 迄今没有发现尺度超过 6亿光年的结构 ( 宇宙是无边界的)105 galaxies宇宙大尺度上的均匀性 约 100万个星系在约 30度天空范围内和约 20亿光年距离以内的分布 在这个尺度上,每个方向的星系计数大致相同宇宙小尺度上的非均匀性
3、距离最近(约 5亿光年距离以内)的 15,000个星系的全天图。在这个尺度上,宇宙中星系的分布根本不均匀而是趋于成团的本超星系团隐带 英仙 -双鱼超团1.2 宇宙是各向同性的 (Isotropy) 从任何方向看,我们的宇宙大致都是相同的 ( 宇宙没有中心)身处宇宙任何地方的 “观测者 ”向任何方向看都能得到相同的哈勃定律均匀,各向同性 不均匀,不各向同性均匀,不各向同性 均匀,不各向同性2。宇宙在膨胀 The Expanding Universe 1920s,维斯托 斯莱弗( Vesto Slipher): 绝大部分 星系的吸收线红移 星系都在远离我们而去 星系的 退行速度 1929,埃德温 哈勃( Edwin Hubble):星系距离 + 星系退行速度 星系退行速度与距离成正比:Vr H0D,即哈勃定律 大爆炸宇宙学的重要观测证据之一