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1.
李晓卿 《紫金山天文台台刊》1991,10(3):161-187
宇宙物质在大尺度上成团是宇宙学的基本问题.本文综述了金斯理论和泽利多维奇近似,指出:双成分自引力系统的非线性相互作用的动力学描述是大尺度成团的现代研究课题. 详述了过去在这个课题方面被我们获得的结果.表明:自引力系统的结构可由一组非线性藕合方程描写:扰动场能塌缩并形成类薄饼结构.在宇宙条件下,我们得到了星系团、超团和巨洞的特征尺度. 相似文献
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本文在宇宙弦模型中,计算了各种暗物质主导宇宙的大尺度均方质量扰动和速度场。我们的计算结果表明,如果冷暗物质和重子主导字苗在8Mpch~(-1)处引力成团达到非线性或者中微子主导宇宙在z～3时出现Pancake碎裂,则相应的宇宙弦线密度μ均应满足关系式:Gμ>10~(-5),而这样的弦密度将导致宇宙微波背景较大的各向异性并违反大爆炸核合成理论。对大尺度速度场的计算,我们得到了它随距离增大比通常宇宙模型下降得更慢的结果,但它仍不足以解释Collins等最近报告的在50h~(-1)Mpc处v_p=970±300km·s~(-1)的固有速度。因此我们的计算表明,由单一的弦扰动形成观测到的大尺度结构是困难的。双扰动模型有可能是解决困难的一种途径。 相似文献
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该文利用Integrated Sachs-Wolfe(ISW)效应探测宇宙大尺度引力势随时间的变化速率,从而能够在宇宙学尺度上检验引力的性质.以Yukawa引力势为例,探讨了利用ISW效应检验引力性质的能力.计算表明,ISW效应对引力的性质很敏感,通过与宇宙微波背景辐射实验WMAP五年的观测结果相比较,发现相对于牛顿常数,等效牛顿常数在宇宙学尺度上最多只有约2%的改变. 相似文献
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宇宙中的物质在大尺度上是均匀分布的,还是保持着分形分布的特点,成为近年来观测宇宙学中争论的一个热点。Ｐｉｅｔｒｏｎｅｒｏ等人认为直到目前观测到的最大尺度（≈１０００ｈ＾－１Ｍｐｃ）星系的分布仍保持Ｄ≈２的分形结构,而大多数坚持标准模型的宇宙学家都认为宇宙在大尺度上是均匀分布的。宇宙物质在大尺度上是否均匀分布,将由下一代的红移巡天的结果来判断。 相似文献
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已有观测证据表明宇宙大尺度结构是自相似或自仿射的分形分布，并已求出表片这两类分形的结构分数维。多分形热力学中提出的Ｋｏｈｍｏｔｏ熵函数建立了多重分形和热力学的形式类式。本文在三维球对称坐标系中求取了无标度区间ｒ０≤ｒ≤Ｒ范围内宇宙大尺度自相似分形分布的一阶Ｋｏｈｍｏｔｏ熵函数，它对应于信息论中的信息熵。 相似文献
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宇宙的结构是由初始密度扰动发展而成的。在引力和宇宙膨胀的作用下,初始密度扰动不断增长,经过线性和非线性阶段,逐渐演化为现今的宇宙结构。在一个给定的宇宙学模型下,可以用一系列动力学方程来描述宇宙中暗物质和重子物质的运动及演化历史。在过去的几十年间,随着算法的完善和计算机技术的发展,从最初几十个粒子的纯引力模拟到1010个粒子在秒差距量级的多体加流体动力学模拟,大量不同的数值模拟技术被用来研究宇宙结构的形成和演化。在这个过程中,数值模拟的分辨率和精度不断提高,模型中对重子物质物理过程的描述也越来越完善。这些模拟技术与观测结果相结合,使人们对宇宙的大尺度结构以及星系团的形成和演化有了更深刻的理解,也在一定程度上影响了观测的发展方向和设备研发。不同数值模拟结果在纯引力研究方面得到了较好的统一,但不同的星系模型使得流体模拟的结果存在较大的差异。 相似文献
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现代科学表明宇宙中99%以上的可观测物质都处于等离子体状态,从小尺度的微观粒子动力学集体过程与能量转换机制到大尺度的宇宙等离子天体结构状态与爆发活动现象,都是等离子天体物理学的研究课题.从宇宙演化历史、大尺度结构形成以及爆发活动现象等方面,系统地论述了等离子天体物理学在现代天文学发展以及现代等离子体宇宙观形成中的重要作用.同时,结合空间卫星科学探测研究及其对现代天文学的巨大影响,进一步阐述了地球磁层和日球层等空间等离子体实地探测研究在等离子天体物理学研究中所扮演的“天然实验室”的独特作用. 相似文献
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重谱即傅立叶空间的三点相关函数，是研究由引力不稳定性产生的大尺度结构的最低非高斯阶统计性质．在傅立叶空间中，发现二维和三维空间的统计性质是等价的，相对三维快速傅立叶，二维快速傅立叶变换可以节省很多计算机资源．结合二维和三维的快速傅立叶变换，利用高精度的初始谱指数为-1的N体数值模拟，测量了从弱线性区域到强非线性区域的重谱．在测量过程中，考虑并严格校正了作用于功率谱和重谱上的数值效应，如离散效应（particle discreteness）、软化因子（force softening）、模拟盒子的大小、混淆效应（alias effect）．发现约化重谱即使在强非线性区域仍然依赖于三角形的形状和尺度，并随着波数的增加而增加，这和前人的假设完全不同．在测量结果的基础上，拟合了重谱的一个适用于初始谱指数为-1的宇宙学模型的经验公式． 相似文献
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引力透镜是天体物理中最重要的工具和手段之一,在宇宙学暗物质、暗能量、大尺度上的引力和系外行星探测中都发挥着巨大的作用.首先介绍了引力透镜的基本理论和近似,其次给出了引力透镜的主要发展历史,然后介绍了不同于光线偏折角的引力透镜理论新视角.之后评述了宇宙学中的弱引力透镜研究概况,简要回顾了弱引力透镜测量的主流方法宇宙剪切及... 相似文献
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本文用N-体数值模拟对标准宇宙的大尺度结构进行了研究,给出了一个能形成空洞、纤维状结构的模型。该模型意味着,密度扰动存在超团的特征尺度,并且,在较小的尺度上,扰动也没有全被抹平。 相似文献
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WMAP(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)观测得到的宇宙微波背景(CMB)角功率谱在大尺度上比广泛使用的ACDM宇宙模型给出的理论值有明显的压低.通过引入暴涨中粒子的生成过程,研究了大尺度上CMB各向异性功率谱的行为.计算表明,粒子的生成使得暴涨的原初功率谱产生了修正,从而影响了CMB的角功率谱,这样可以较为自然地得到四极矩附近的压低. 相似文献
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主要研究了修改引力论在非线性尺度上的表现。现在已经存在很多修改引力论的模型,如f（R）,DGP,Mond等,但是在工作中并没有使用别人已经提出的修改引力论方法,因为首先不可能去对所有的修改引力论模型都进行研究;其次重点研究的是修改引力对于宇宙中的物质分布在非线性尺度上的影响,而各种修改引力论对于物质聚集的影响是相似的,都可以通过一个参数表达出来。因此笔者提出一种修改引力论的方法,引进了一个简单参数ζ。这个参数ζ定义为Geff/G/-φ/Ψ,这里Geff是有效牛顿常数,G是牛顿常数,φ和Ψ则是时空度规的标量扰动方程中的两个势。这个ζ参数在广义相对论的基础上修改了物质粒子受到的加速度,加大或者减小这个参数会相应地改变物质粒子的加速度,进而会加快或者减慢大尺度结构的形成。这种对大尺度结构在线性尺度上的影响可以通过理论计算得到,但是大尺度结构的非线性增长无法通过理论计算得出,现在只有借助已经发展得比较成熟的数值模拟方法来研究这个问题。该文修改了现在已经比较成熟的数值模拟程序GADGET-2,加入了ζ参数。在进行数值模拟之前,首先检验了数值模拟的质量分辨率、模拟尺度,以及初始红移对最终物质功率谱的影响,并且证实修改后的GADGET-2程序是正确的。设定不同ζ参数的值,ζ=0.8,0.9,1.0,1.1,1.2,1.5,这里ζ=1.0对应标准宇宙学,然后对每个ζ值运行了一组数值模拟。为了减少数值效应对最终结果的影响,并且突出显示修改引力论在非线性尺度上的表现,没有简单直接地使用不同ζ值物质功率谱来做比较,而是精巧地设置不同ζ值的输出红移,使不同ζ值在其对应的输出红移处有相同的线性功率谱,并且最终使用了ξ=ζ≠1.0/ζ=1.0这个比值参数来研究修改引力论在非线性尺度上的表现。通过宇宙学尺度上的数值模拟和高精度的小波物质功率谱方法,我们研究了ζ参数对物质在非线性尺度上增长的影响。通过ξ这个参数,在线性功率谱相同的时候,比较了不同ζ参数的功率谱在非线性尺度上相对于标准宇宙学模型的偏离。得到重大的发现:大尺度结构在非线性上的增长并不是想象的那样,较大的ζ参数加大了物质粒子的加速度,进而在线性和非线性尺度上都加快了结构形成,反而是在线性功率谱相同的时候,较大值的ζ给出了较小的非线性功率谱。这个发现也证明HKLM假定的不正确,从而证明基于这个假定的功率谱拟合公式（PD96,Smith2003）不适用于修改引力论,直接将这些功率谱拟合公式推广到修改引力论是不正确的。基于这个ζ参数的修改引力论模型,利用一系列的数值模拟的结果,为修改引力论提出了一个新的拟合公式。这个新的拟合公式不是对现有的这些拟合公式做推广,而是借助于标准宇宙学下的非线性功率谱,通过几个简单的参数就可以得到对应不同ζ值的非线性功率谱,而且其精度保证在5%以内。利用这套数值模拟的结果,我们进而研究ζ修改引力论下的本动速度场的功率谱、暗晕的质量方程,以及暗晕的性质。这些工作为我们从观测上区分修改引力论和广义相对论提供了理论指导。 相似文献
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宇宙大尺度结构的形成与星系形成密切相关,前者的研究把星系基本上视为一质点,而星系形成研究涉及到其内部结构,宇宙大尺度结构形成有两种模式,由小到大与由大到小,这两种模式被交替使用（当然不同简单的重复）很重要的一个原因是星系形成研究的推动。 相似文献
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MOND理论和暗物质模型的检验 总被引：1，自引：0，他引：1
从理论上探讨在地球引力系统内，修正动力学的引力理论以及暗物质模型的预言．着重研究修正动力学(MOND)的引力理论中一些常用的模型，对其中一个最简单模型，给出了球对称情况下引力势的一般表达式，计算了地球引力场中这些模型预言的卫星角速度，发现不同模型给出的角速度是不相同的，并且将这些值分别与牛顿理论的角速度值相比较．虽然这些模型的角速度与牛顿理论角速度的差异都很小，但简单模型的差异更大一些．对于月球作为卫星的情况，目前的技术有可能对这个角速度差进行实际观测．最后估算暗物质模型中月球绕地球运动角速度所受到的影响，证明它远远小于MOND理论的效应．由此对这个角速度差的观测，就构成检验MOND理论与暗物质模型的一个判据． 相似文献
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三点相关函数或傅里叶空间的重谱(bispectrum)是研究由引力不稳定性演化产生的大尺度结构非高斯性质的最低阶统计量。介绍了相关函数的基本理论知识;结合观测和数值模拟的测量结果,以及暗晕模型预言的三点相关函数,阐述了三点相关函数及其傅里叶变换的重谱的研究进展。 相似文献
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以当前太阳系动力学中的重要课题以及研究方法进行讨论，并提出一些看法，课题中主要讨论动力学模型，轨道共振，行星环，混沌和长期演化，近地天体运动，Kupiper带，太阳系中的引力理论，以及其他有关问题。 相似文献