A. 有宇宙物理学这个专业吗
当然有宇宙物理学这个专业啦 ,天文学不就是说的就是宇宙物理 ,这个学问真的是老深老深 ,宇宙 是一个非常庞大的物体 ,现在的科学连1%的对宇宙了解都没了
B. 当今最前沿的宇宙物理学,发展到了什么程度
宇宙是浩瀚无限的,也是无边无际的,无始无终的。目前人类认知的宇宙只局限于“宇宙大爆炸”形成的理论中。而大爆炸的中心就是“黑洞”,大爆炸后宇宙开始向四周膨胀,而宇宙膨胀结束后,黑洞开始吸收宇宙中所以星体,物质,包括光,最终形成新的宇宙,形成新的“大爆炸”,并以此永远无限循环。
要彻底解开宇宙之谜,黑洞之谜今后需要人类不断的研究探索和发现。
C. 宇宙物理学的问题:宇宙大爆炸之前是什么宇宙之外又是什么是死胡同
根据最正统的天文物理学回答
宇宙大爆炸是时间、空间的起点
所以
没有宇宙大爆炸之前这个概念
-----之前、之后仅仅在有了时间之后才有意义。
也
没有宇宙大爆炸之外这个概念
------之内、之外也只有在有了空间之后才有意义。
我也知道,这个回答非常神棍,但是不得不说的是,因为科学家无力回答这个问题,只能仿效有神论者和无神论者,用一个神棍式的方法来回答。
有部分理论物理学家不满这种神棍式的回答,试图推算宇宙之外是什么------他们的推测也有些神棍,他们认为宇宙之外是NOTHING(虚无)。
不过这是难以避免的。
因为人类目前对于宇宙的认知,都是通过研究这个宇宙的物理现象、分析哲学物理现象、总结这些物理现象而获得的。
至于宇宙大爆炸之前、宇宙之外这些东西,人类从来没有接触过,谈何研究呢?
D. 宇宙属于物理学的研究范围吗
属于。物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙,小至基本粒子
E. 宇宙在人类诞生之后发生了哪些变化,对物理学有什么影响
病人最害怕的是,一种特效药突然失效。日常人最害怕的是,突然置身于一个陌生的环境。科学家最担心的是宇宙的规律会在时空中变化。
当宇宙从非常高的温度冷却下来时,它可能经历了各种各样的转变,或多或少类似于相变,其中最初的对称状态变成了不太对称的状态。在这些转变中,最终状态的产生可能有不同的方式,可能存在着完全不同种类的粒子。
宇宙中可能有不同的区域,在这些区域中,对称性的破坏会以不同的方式进行,在这种情况下,“明显的”定律在不同的区域会完全不同,但可能只有在比我们所能看到的大很多数量级的尺度上。
不管是东方还是西方,古代的人往往认为,神仙比我们正常人类的身材要高大的多,也许古人真的发现了什么秘密。
F. 宇宙物理学、天体物理学和天文学有什么区别
天文学,天体物理学,宇宙物理学三者之间是包含的关系,前面的包含后面的,但由于现代的天文学主要依靠物理学理论研究,所以天体物理学几乎和天文学等同了!而宇宙学则专门研究总体上的整个宇宙的情况,至少也是星系量级上的,而不包括行星、恒星这些。
所以你想探索地外生命,就学宇宙物理学!
G. 想研究宇宙学需要具备什么知识技能
综述
宇宙学(或宇宙论) 译自英文之Cosmology,这个词源自于希腊文的κοσμολογ?α(cosmologia, κ?σμο? (cosmos) order + λογια (logia) discourse)。宇宙学是对宇宙整体的研究,并且延伸探讨至人类在宇宙中的地位。虽然宇宙学这个词是最近才有的,人们对宇宙的研究已经有很长的一段历史,牵涉到科学、哲学、esotericism以及宗教.
宇宙学同样也可以诠释人生,只有当你建立起清晰的宇宙概念,才能理解世界的根本秩序,如果对天文学一无所知的话,就不能算受过完整的教育.
在最近,物理学与天文物理学在目前所谓的物理宇宙学(借由科学观察与实验 宇宙学来了解宇宙)的发展上扮演了核心的角色。这个学科专注在宇宙最为巨观且最早期的面向,一般被理解为由大爆炸起头,大爆炸指的是空间的膨胀,而宇宙被认为约于137亿年前由此膨胀产生。从宇宙剧烈的发生直至它的结束,科学家认为宇宙的整个历史是一个有秩序的、且在物理定律支配之下的进程。
天体物理学
天体物理学是应用物理学的技术、方法和理论,研究天体的形态、结构、化学组成、物理状态和演化规律的天文学分支学科。
利用理论物理方法研究天体的物理性质和过程的一门学科。1859年﹐基尔霍夫根据热力学规律解释太阳光谱的夫琅和费线﹐断言在太阳上存在着某些和地球上一样的化学元素﹐这表明﹐可以利用理论物理的普遍规律从天文实测结果中分析出天体的内在性质﹐是为理论天体物理学的开端。理论天体物理学的发展紧密地依赖于理论物理学的进步﹐几乎理论物理学每一项重要突破﹐都会大大推动理论天体物理学的前进。二十世纪二十年代初量子理论的建立﹐使深入分析恒星的光谱成为可能﹐并由此建立了恒星大气的系统理论。三十年代原子核物理学的发展﹐使恒星能源的疑问获得满意的解决﹐从而使恒星内部结构理论迅速发展﹔并且依据赫罗图的实测结果﹐确立了恒星演化的科学理论。1917年爱因斯坦用广义相对论分析宇宙的结构﹐创立了相对论宇宙学。1929年哈勃发现了河外星系的谱线红移与距离间的关系﹐以后人们利用广义相对论的引力理论来分析有关河外天体的观测资料﹐探索大尺度上的物质结构和运动﹐这就形成了现代宇宙学。
从公元前129年古希腊天文学家喜帕恰斯目测恒星光度起,中间经过1609年伽利略使用光学望远镜观测天体,绘制月面图,1655~1656年惠更斯发现土星光环和猎户座星云,后来还有哈雷发现恒星自行,到十八世纪老赫歇耳开创恒星天文学,这是天体物理学的孕育时期。
十九世纪中叶,三种物理方法——分光学、光度学和照相术广泛应用于天体的观测研究以后,对天体的结构、化学组成、物理状态的研究形成了完整的科学体系,天体物理学开始成为天文学的一个独立的分支学科。
天体物理学的发展,促使天文观测和研究不断出现新成果和新发现。1859年,基尔霍夫对太阳光谱的吸收线(即夫琅和费谱线)作出科学解释。他认为吸收线是光球所发出的连续光谱被太阳大气吸收而成的,这一发现推动了天文学家用分光镜研究恒星;1864年,哈根斯用高色散度的摄谱仪观测恒星,证认出某些元素的谱线,以后根据多普勒效应又测定了一些恒星的视向速度;1885年,皮克林首先使用物端棱镜拍摄光谱,进行光谱分类。通过对行星状星云和弥漫星云的研究,在仙女座星云中发现新星。这些发现使天体物理学不断向广度和深度发展。
人类对宇宙的认识不断扩大,不仅使人们愈来愈深入地了解宇宙的结构和演化规律,同时也促使物理学在揭示微观世界的奥秘方面取得进展。氮元素就是首先在太阳上发现的,过了二十五年后才在地球上找到。热核聚变概念是在研究恒星能源时提出的。由于地面条件的限制,某些物理规律的验证只有通过宇宙这个“实验室”才能进行。六十年代天文学的四大发现——类星体、脉冲星、星际分子、微波背景辐射,促进了高能天体物理学、宇宙化学、天体生物学和天体演化学的发展,也向物理学、化学、生物学提出了新的课题。
高能天体物理学
光子-结构模型图天体物理学的一个分支学科。主要任务是研究天体上发生的各种高能现象和高能
宇宙学过程。它涉及的面很广,既包括有高能粒子(或高能光子)参与的各种天文现象和物理过程,也包括有大量能量的产生和释放的天文现象和物理过程。最早,高能天体物理学主要限于宇宙线的探测和研究,真正作为一门学科是20世纪60年代后才建立起来的。60年代以后,各种新的探测手段应用到天文研究中,一大批新天体、新天象的发现,使高能天体物理学得到了迅速发展。高能天体物理学的研究对象包括类星体和活动星系核、脉冲星、超新星爆发、黑洞理论、X射线源、γ射线源、宇宙线、各种中微子过程和高能粒子过程等等。
中微子-结构模型图
编辑本段
研究领域
综述
以下所列的是宇宙学研究的一些最活跃的领域,大致按时间顺序排列。这个单子不包括大爆炸宇宙学。它可以参见宇宙时间表。
极早期宇宙
虽然大爆炸理论看起来可以解释从10~33秒钟开始的早期热宇宙,它却面 宇宙学临着许多困难。其中之一是现今的粒子物理理论不能为宇宙的平坦性、均匀型和各向齐性(参阅宇宙学原理)提供一个令人满意的答案。另外,大统一模型预言了宇宙中有磁单极,它们也没有被观察到。宇宙暴涨解决了这些问题。它的物理模型虽然很简单,但是却没有被粒子物理所证实,其主要困难在于如何调和它和量子场论的矛盾。一些宇宙学家认为弦理论和膜宇宙学能为解决宇宙学原理提供另一方案。
弦理论-结构模型图
宇宙学的另一主要问题是解释为什么粒子要多于反粒子。X射线观测表明宇宙并不是由物质和反物质的区域组成的。它的主要组成是物质。这个问题称为重子不对称性,解释这种现象的理论被称为重子产生。重子产生理论是由萨哈罗夫于1967年提出的,它的必要条件中包括物质和反物质间的电荷——宇称对称性的破缺。粒子加速器只观测到很小的电荷——宇称对称破坏,不能解释宇宙的重子不对称性。宇宙学家和粒子物理学家希望能发现电荷——宇称破坏的其它来源。
重子产生和宇宙暴涨都与粒子物理有密切的联系。这些问题的解决答案可能会产生于高能理论和实验而不是于天文观察中。
大爆炸核合成过程
质子-结构模型图大爆炸核合成是关于元素在早期宇宙形成的理论。当宇宙演化到大约三分钟时,它已经足够冷却,这时核聚变及核合成过程就终止了。因为大爆炸核合成过程持续的时间极为短暂,从氢离子(质子)出发,它的主要合成成品是轻元素如氘、氦-4和锂。其它元素则极为微量。(重元素主要是由星体如超新星中的核反应而形成的。)虽然在1948年伽莫夫、阿尔菲和赫尔曼就已经提出了这个理论的基本观点,由于在此理论中轻元素的丰度与早期宇宙的物理性质关系密切,它至今仍然是检验大爆炸时期物理理论的极灵敏的探针。比如,它可以用来检验等效原理、暗物质和中微子物理。
宇宙微波背景辐射
宇宙微波背景辐射是指退偶过程(即大爆炸所产生的辐射停止与带电离子的汤普生散射及原子第一次形成这一过程)所残余的辐射。这种辐射是由彭齐亚斯和威尔逊在1965年发现的。它具有几乎完美的2.7K黑体辐射谱,只在十万分之一内偏离各向同性。宇宙学家们可以用描写早期宇宙细微起伏演化的宇宙学微扰理论来精确地计算辐射的角度功率谱。最近的卫星(COBE和WMAP)和地面及气球(DASI,CBI和Boomerang)实验也测量了此功率谱。这些工作的目的是为了更精确地测量Λ-冷暗物质模型的参数,同时也为了检验大爆炸模型和新物理模型的预言。例如,最近WMAP的测量就为中微子的质量提供了限制。
更新的实验的目的则是测量微波背景谱的极化。它将为微扰理论提供更多的证据,也将为宇宙暴涨和所谓的次级非各向同性(如由背景辐射和星系和星系团相互作用引起的散亚耶夫-泽尔多维奇效应和萨克斯-沃尔夫效应)提供信息。
大尺度结构的形成和演化
理解最早和最大结构(如类星体,星系,星系团和超团)的形成和演 宇宙学化是宇宙学的核心课题之一。宇宙学家们研究的是一种由下至上有层次的结构形成模型。在此模型中,小物体先形成,而大的物体如超团还在形成过程中。研究宇宙中结构最直截了当的方法是普查可见的星系,从而构造一个星系的立体图像并测量物质功率谱。这就是斯隆数码天空普查和2dF星系红移普查的研究方案。
理解结构形成的一个重要工具是模拟。宇宙学家们用它来研究宇宙中物质的引力堆积和线状结构,超团和空穴的形成。因为宇宙中冷暗物质要比可见的重子物质多许多,所以大多数模拟只计入它们。这种处理对理解最大尺度的宇宙是足够了。更先进的模拟已经开始计入重子的效应,它们也开始研究星系的形成。宇宙学家们检查这些模拟是否与星系普查的结果一致。如果不一致,则研究偏差的原因。
宇宙学家还用其它互补的方法来测量宇宙遥远处的物质分布和重离子化过程。这些方法包括:
*莱曼阿尔法谱线森林。通过测量气体对遥远类星体所发射光的吸收来测量早期宇宙中中性氢原子的分布。
*中性氢原子的21厘米吸收线也提供了灵敏的测试。
*由于暗物质的引力透镜效应而引起的对遥远物象的扭曲,即所谓的弱透镜效应。
这些方法都将帮助宇宙学家解决第一颗类星体如何形成这一问题。
暗物质
大爆炸核形成、宇宙微波背景辐射和结构形成的研究证据表明了宇宙质量的25%是由非重子的暗物质组成的,而可见的重子物质只占宇宙质量的4%。作为星系周围晕环中的一种冷的、非辐射性的尘埃,暗物质的引力效应已经被了解得很透彻了,但是它的粒子物理性质还是个谜,人们从没有在实验室中观察到它们。暗物质的可能候选包括稳定的超对称粒子、弱作用重粒子(WIMP)、轴子和重的紧致空穴物体,它甚至还可能是在极小加速度下引力的修正(修正的牛顿动力学,或MOND)或瞙宇宙学的一种效应。
星系中心的物理(如活跃星系核,超重黑洞)可能会给暗物质的性质提供线索。
暗能量
如果宇宙是平坦的,那么必须有一种东西组成71%的宇宙密度(扣除25%的暗物质和4%的重子物质)。它被称为暗能量。这种东西不能干涉大爆炸核合成和宇宙微波背景辐射,所以它不能象重子和暗物质那样在星系周围晕环中结团。因为宇宙是平坦的,所以我们知道它的总质量。通过观测我们也知道宇宙中结团物质的质量比总质量远远要小,这就为暗物质的存在提供了很强的证据。1999年发现的宇宙加速膨胀(类似宇宙早期的暴涨)为暗物质提供了更强的证据。
除了暗物质的密度和结团性质外,我们对它一无所知。量子场论预言了一 宇宙学种类似暗物质但比它大120个数量级的宇宙常数。温伯格和一些弦理论家由此提出人类学原理。他们认为宇宙常数如此小的原因是因为人类不能在其他大宇宙常数的世界中生存。许多人觉得这种解释很牵强。暗能量其他可能的解释包括精粹物质(quintessence)和在大尺度下引力的修正。这些模型的核心是暗物质的状态方程,不同的理论有不同的状态方程。暗物质的本质是宇宙学中最具挑战性的问题之一。
如果我们对暗物质有更好的理解,我们可能会解开宇宙最终结局这一谜题。在现在这个宇宙时期,由暗物质引起的宇宙加速膨胀阻碍了比超团更大结构的形成。我们还不清楚这种加速膨胀会不会永久持续下去。或许它会加快,甚至它也可能会变成减速膨胀。
平行宇宙
平行宇宙(Multiverse、Parallel universes),或者叫多重宇宙论,指的是一种在物理学里尚未被证实的理论,根据这种理论,在我们的宇宙之外,很可能还存在着其他的宇宙,而这些宇宙是宇宙的可能状态的一种反应,这些宇宙可能其基本物理常数和我们所认知的宇宙相同,也可能不同。
婴儿宇宙
宇宙不是无限的,而是有一个时间上的起点,在那个起点时间发生宇宙大爆炸,形成了现在的宇宙,迄今约137亿年,彷如人类发育的婴儿时期,故此得名婴儿宇宙。借助美国宇航局的微波背景辐射探测器,一个国际天文学家小组新获得了“婴儿期”宇宙迄今最精细的照片,为宇宙大爆炸理论提供了新的依据,根据这张照片,科学家“精确地测量出了宇宙的实际年龄大约是137亿年”。
其它研究方向
原初黑洞。
宇宙射线谱中的格莱森-查策平-库兹明截断。对此截断的违反是否隐示了在极高能下狭义相对论的失效。
等效原理。爱因斯坦引力理论是否正确,物理原理的普适性。
H. 宇宙物理学,天体物理学和天文学有什么区别
天文学是一个广泛的概念。只要研究内容与地球外的事物有关,就都是天文学的研究内容。
天文学经过数千年的发展,研究内容越来越专,越来越细,于是就产生了许多分支。专门研究天体结构与演化规律的天文学学科,就是天体物理学。其中又分行星物理学、恒星物理学等。
而以物理学方法,把整个宇宙作为研究对象的天文学分支,就是宇宙物理学了。就是用物理学的方法,研究宇宙整体的产生、演化规律的天文学学科。