宇宙尺度上的量子化迹象

天体引力场中表现出一些宇宙尺度上的量子化迹象 ,最典型的是太阳系 如果借用量子力学的数学方法来描述太阳系原行星云中粒子的混沌行为 ,则粒子的径向几率密度分布与行星距离、质量 。

商业航天创企又获大额投资 火箭实验室、宇宙尺度公司等

不久前刚进行了商业首飞的小运载厂家火箭实验室公司11月15日宣布又融资1.4亿美元,用以扩展发射活动和研究项目。该公司迄今融资总额已超过2.88亿美元。

宇宙尺度公司获JAXA清除碎片任务检查合同

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)已选定由东京宇宙尺度公司(Astroscale)来发射一颗卫星,对一台废弃的日本火箭上面级进行检查,从而为后续清理任务铺路。合同要求该公司在2023年3月31日前完成这项检查任务。若能再拿到JAXA "商业碎片清理验证"(CRD) 2计划下的一项后续合同,宇宙尺度公司将需要在2026年3月31日前把这台废弃上面级清出轨道。

宇宙大尺度结构

学科:天文学宇宙大尺度结构是指天体在比星系团更大尺度上的分布和运动特征。它就像无数个气泡重叠在一起,气泡的“膜”由若干星系聚集而成,根据形状可分为纤维状(细长结构)、片状(扁平状结构)等。天文学家把其中特别巨大的气泡结构称为“长城”,气泡内部称为“巨洞”,其深处也有气泡结构并分布少量星系。

宇宙在大尺度上是均匀的吗?

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．

宇宙尺度上，爱因斯坦是否依然正确？

我们正处在能放眼整个宇宙的伟大时代，这或许将帮助我们超越爱因靳坦。随着爱因斯坦广义相对论问世一百周年的临近，一场悄无声息的革命正在酝酿。全世界的许多科学家，正试图从宇宙的尺度上来检验广义相对论是否成立。虽然到目前为止，这些检验都还没能给出明确的结果，但却也引发了我们对爱因斯坦这一理论的全新认识。检验广义相对论是否正确，也正在迅速成为一些卫星和地面实验的核心目标之一。

爱因斯坦广义相对论在宇宙尺度通过了严格测试

引力理论是我们理解宇宙的基础．鉴于它所适用的尺度范围极宽，对于理论正确性的验证也需要在不同的尺度范围进行．与其他种类的力相比，引力本征弱小．因此，相关实验在太阳系尺度所做出的结果，要比在地球实验室（例如，卡文迪什实验室）的结果更好．然而，在更为广阔的宇宙尺度范围，测试引力理论的研究却又会遇到新的困难．

等离子天体物理学与现代等离子体宇宙观

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.

宇宙起点半径与演化尺度的计算

文中基于广义相对论原理和哈勃公式,以及宇宙原始存在物在演化过程中产生了时间这一哲学的研究结论,对宇宙的初始尺度进行了计算,给出宇宙在不同时期对应的尺度计算公式.计算结果表明,宇宙的膨胀速度大于光速.根据狭义相对论直接推导出万有引力公式,发现牛顿万有引力定律中所谓的万有引力常数是与引力源质量成正比的物理量,并不是与引力源质量无关的常数.因此,通过修正万有引力常数可以消除暗物质的存在性问题.研究表明,暗能量现象是宇宙内的物质和有时间的空间与宇宙外的绝对空虚共同作用的结果,暗能量不能作为宇宙演化的起始能量或存在物.

暴涨中粒子的生成对大尺度宇宙微波背景各向异性功率谱的影响

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.

教育即人生宇宙——论宇宙观、人性观和教育观的同步变革

现行的教育理论没有在本质特征上把“教育”跟“宇宙”内在地相联系,这说明现行的宇宙观、人性观、教育观都是“小一号”的,存在相互隔绝的“三重门”。这是一种由于认知模式缺陷造成的“自小”和“自闭”,它不仅使我们的生命潜能受限,而且有可能造成人性和教育异化。量子理论发现了“认知范式革命”的必要性与可能性,提出了“互补”思想和“参与的宇宙”的新宇宙观要点。新的认知范式的核心是“宇宙学存在尺度”和“人类学认知尺度”的兼容与互补。这与中国传统文化恰成跨越时空、不期而遇的契合。回望中华传统文化,我们得到了概括程度更高的人生宇宙观,即“玄之又玄”和“天人合一”。当今社会,需要在宇宙观、人性观和教育观上进行同步变革。“教育即人生宇宙”,即是通过自觉实践活动使教育统一于人生宇宙整全性的内在合题。

宇宙大尺度结构空洞的演化研究

为了研究空洞的演化以及暗物质空洞和星系空洞的差别,使用一组高精度的N体模拟数据以及基于此给出的半解析模拟星系数据,在红移2.03到红移0之间取了6个红移的数据,并使用VIDE (Void Identification and Examination toolkit)算法来找空洞,对星系空洞和暗物质空洞的统计性质比如丰度、数目、大小、形状、叠加密度轮廓等演化的比较的结果表明,随着红移的减小,空洞的数目逐渐减少、内部密度逐渐变小、体积逐渐增大、空洞的形状越来越扁.暗物质空洞和星系空洞的数目、平均大小、平均椭率的比值与红移呈线性关系.此外,不论是暗物质空洞还是星系空洞,小的空洞密度比在分布上比大空洞的低,更容易贯通并合,演化效应更明显.另外由于星系总是形成于暗物质密度场的高密度区域,使其不容易示踪暗物质空洞的一些薄弱的墙结构,导致星系空洞提前贯通.而对于已经形成的星系空洞而言,即便是其墙上最薄弱的地方也往往堆积着显著的暗物质,使得星系的位置保持稳定,甚至形成新的星系,从而抑制星系空洞的贯通.整体上暗物质空洞的演化要比星系空洞的演化更加明显.

宇宙大尺度结构数值模拟的研究进展

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。

宇宙大尺度结构对星系形成和空间排列的影响

星系的空间排列以及指向并非随机的.星系的主轴和角动量与物质的大尺度分布存在一定的指向相关.这一方向的研究将可以促进我们对结构形成机制的认识,并提供一个独立的视角去检验星系形成过程中的环境效应.本文就相关问题做了详细的探讨.

我们的宇宙与德西特相对论

精确宇宙学揭示，宇宙尺度的物理学应以极小的正宇宙常数为标志。这应受到高度重视。我们认为，较之爱因斯坦相对论，德西特（W．deSitter）相对论，包括德西特狭义相对论和以其局域化为基础的德西特引力，才能更好地反映这一特征。

原初连续功率谱宇宙模型下暗物质晕的质量函数

最近的宇宙学观测结果给出了一个具有原初连续谱功率指数(RSI-CDM)的ΛCDM冷暗物质宇宙模型,而不是标准的尺度无关谱(PL-CDM).基于这个结果,应用半解析近似,对Jenkins et al(J01)质量方程进行了研究,同时在各个连续谱指数暗能量宇宙学模型下计算出这些模型对应的宇宙中最大暗物质晕的位里质量.结果表明,PL-CDM和RSI-CDM宇宙学模型在低红移处有微小差别.与PL-CDM相比,RSI-CDM在低红移处小质量暗晕的质量丰度较大,但在大结构质量晕中两者差别不明显,而且这个差异随着红移降低而增大.RSI-CDM在高红移处压低了任何尺度的暗晕质量丰度.关于最大位里质量,平坦空间ΛCDM宇宙学模型在PL-CDM和RSI-CDM都给出更多大质量天体.因此,对PL-CDM和RSI-CDM功率谱模型,都可以用最大位里质量来区别不同的宇宙学模型.

宇宙测量方法艺术概念图

这是子振动分光镜巡天计划的研究人员绘制的用“重子声学震荡”原理测量宇宙尺度的艺术概念图。图中的球体显示的是早期宇宙产生的“重子声学振荡”目前的大小。

众眼看宇宙

这张由美国航宇局（NASA）和欧空局（ESA）合作拍摄的图像，显示了特别的旋涡系NGC3621的一角，它位于长蛇座，距离我们约2200万光年。一般的漩涡星系会包含由老年恒星组成的核球，NGC3621并没有膨大的核球，而是纯粹的盘状星系。在这个壮丽影像的蜿蜒的旋臂上，散布着年轻而炽热的蓝巨星组成的无数明亮星团；粉红的恒星形成区以及暗黑的尘埃带。该星系在天文学上很有价值，其中的某些最亮恒星（造父变星）可以作为标准烛光来估测河外距离和宇宙尺度。

基于红移畸变测量宇宙结构增长率的进展

星系红移巡天的一个主要目标是依据光谱红移测距,详细刻画宇宙中星系的三维空间分布。由于星系本动速度的存在,红移空间的星系分布存在着严重畸变,在大小尺度上有着不同模式的各向同性偏离。通过对红移畸变的观测研究,人们可从中获取速度场的信息,因此,红移畸变已成为暗能量探测的重要探针之一,为检验宇宙学尺度上的引力模型提供帮助。当前星系红移巡天项目已经取得了非凡成功,为人们提供了详细的星系空间分布数据。人们据此测量了星系的相关函数和功率谱,提取了精确的红移畸变信号,并通过模型拟合限制出了一批不同红移处宇宙结构增长率的估值,为探索宇宙尺度的引力模式提供了数据支持。主要介绍红移畸变模型、星系红移巡天观测和宇宙结构增长率测量等研究进展。