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近代發(fā)展在最近，天文物理學(xué)在目前所謂的物理宇宙學(xué)（借由科學(xué)觀察與實(shí)驗(yàn)來(lái)了解宇宙）的發(fā)展上扮演了核心的角色。這個(gè)學(xué)科專注在宇宙最為巨觀且最早期的面向，一般被理解為由大爆炸起頭，大爆炸指的是空間的膨脹，而到目前為止，宇宙被認(rèn)為約于137億年前由此膨脹產(chǎn)生。從宇宙劇烈的發(fā)生直至它的結(jié)束，科學(xué)家認(rèn)為宇宙的整個(gè)歷史是一個(gè)有秩序的、且在物理定律的支配之下的進(jìn)程。物理宇宙學(xué)物理宇宙學(xué)是物理學(xué)和天體物理學(xué)的分支，專門研究宇宙的物理起源及其演化。這學(xué)科亦會(huì)從最大的尺度去研究宇宙的本質(zhì)。在過(guò)往，希臘哲學(xué)家認(rèn)為天是一個(gè)天球，當(dāng)中的機(jī)械原理，就成為了現(xiàn)時(shí)天體力學(xué)的內(nèi)容。在當(dāng)時(shí)，阿里斯塔克斯、亞里士多德及托勒密曾提出過(guò)幾個(gè)不同的天體學(xué)理論，當(dāng)中以托勒密用來(lái)解說(shuō)天體運(yùn)作的地心說(shuō)被廣為接受，直到16世紀(jì)時(shí)為哥白尼所推翻，并得到開(kāi)普勒及伽里略等人提出的新日心說(shuō)理論所取代。這事件成為了宇宙物理學(xué)的一個(gè)最著名的認(rèn)識(shí)論斷裂（英...

粒子視界粒子視界是指在某個(gè)時(shí)刻t=t0{\displaystylet=t_{0}}的觀察者能夠接收到其他地方的光信號(hào)的邊界。粒子視界代表我們能夠從過(guò)去獲取信息的最遠(yuǎn)距離，通常這也是可觀測(cè)宇宙的大小。其對(duì)應(yīng)的視界半徑可表示為：dH=a(t0)∫∫-->0t0ca(t)??-->1dt{\displaystyled_{H}=a(t_{0})\int_{0}^{t_{0}}ca(t)^{-1}\mathrm8l1nitft}，其中a(t){\displaystylea(t)}對(duì)應(yīng)于FRW度規(guī)中的尺度因子。事件視界事件視界跟粒子視界有所不同，粒子視界是指在某個(gè)指定時(shí)刻遠(yuǎn)處光子能夠到達(dá)觀察者的最遠(yuǎn)同移距離，而事件視界指的是某個(gè)時(shí)刻發(fā)射的光子在未來(lái)所能傳播的最大同移距離，這里所說(shuō)的未來(lái)時(shí)間由時(shí)空幾何本身決定，值得一提的是它未必是正無(wú)窮。一般的，時(shí)刻t發(fā)出的光子對(duì)應(yīng)的固有距離可表示為：de(t)=a...

發(fā)展歷史現(xiàn)代宇宙學(xué)是沿著觀測(cè)和理論的輻轍發(fā)展起來(lái)的。1915年愛(ài)因斯坦提出了廣義相對(duì)論。因?yàn)槟菚r(shí)的物理學(xué)家有一種偏見(jiàn)，認(rèn)為宇宙是靜態(tài)的、無(wú)始無(wú)終的，愛(ài)因斯坦在他的方程中加入了一個(gè)宇宙學(xué)常數(shù)項(xiàng)使穩(wěn)恒態(tài)的方程成立。但后來(lái)發(fā)現(xiàn)宇宙不僅是膨脹，還有加速膨脹的趨勢(shì)，于是這個(gè)最初的錯(cuò)誤--宇宙學(xué)常數(shù)又成為了加速膨脹的來(lái)源。廣義相對(duì)論的宇宙學(xué)解是由弗里德曼發(fā)現(xiàn)的，現(xiàn)在被稱為弗里德曼-羅伯森-沃克宇宙。它描寫的是膨脹或收縮的宇宙。1910年斯里菲和威茲用多普勒現(xiàn)象來(lái)解釋觀測(cè)到的渦狀星云的紅移。這意味著這些星云正離我們遠(yuǎn)去。雖然人們可以測(cè)量天體的視角大小，但是卻很難知道它們的實(shí)際大小和亮度，這使得測(cè)量天體的距離異常得困難。斯里菲和威茲沒(méi)有意識(shí)到這些星云其實(shí)是河外星系，也沒(méi)有意識(shí)這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)宇宙學(xué)的意義。1927年，一位比利時(shí)的天主教神甫勒瑪泰獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了弗里德曼-羅伯森-沃克解并在渦狀星云的觀測(cè)基礎(chǔ)上提出宇宙...

宇宙學(xué)常數(shù)問(wèn)題根據(jù)廣義相對(duì)論，宇宙真空里蘊(yùn)藏的能量會(huì)產(chǎn)生引力場(chǎng)，真空能量密度ρρ-->vac{\displaystyle\rho_{vac}}與宇宙學(xué)常數(shù)ΛΛ-->{\displaystyle\Lambda}之間的關(guān)系為ρρ-->vacc2=ΛΛ-->c4/8ππ-->G{\displaystyle\rho_{vac}c^{2}=\Lambdac^{4}/8\piG物理學(xué)。怎樣計(jì)算真空能量密度是物理學(xué)尚未解決的一個(gè)大問(wèn)題。最簡(jiǎn)單算法總和所有已知量子場(chǎng)貢獻(xiàn)出的零點(diǎn)能，但這數(shù)量級(jí)果超過(guò)天文觀測(cè)值120個(gè)數(shù)量級(jí)，被驚嘆為“物理史上最差勁的理論預(yù)測(cè)”！這問(wèn)題稱為宇宙學(xué)常數(shù)問(wèn)題。為什么從真空能量密度計(jì)算出的宇宙學(xué)常數(shù)，會(huì)與天文觀測(cè)值相差這么大？到底是什么物理機(jī)制抵銷這超大數(shù)值？解決這問(wèn)題可能要用到量子引力理論。時(shí)間性盡管以“常數(shù)”為名，宇宙學(xué)常數(shù)在時(shí)間上并非常數(shù)。也就是...

歷史量子物理是研究量子化的物理分支，在1900年根據(jù)熱輻射理論延伸建立量子理論。由于馬克斯·普朗克（M.Planck）試圖解決黑體輻射問(wèn)題，所以他大膽提出量子假設(shè)，并得出了普朗克輻射定律，沿用至今。當(dāng)時(shí)德國(guó)物理界聚焦于黑體輻射問(wèn)題的研究。馬克斯·普朗克在1900年12月14日的德國(guó)物理學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)議中第一次發(fā)表能量量子化數(shù)值、Avogadro-Loschmidt數(shù)的數(shù)值、一個(gè)分子摩爾（mole）的數(shù)值及基本電荷。其數(shù)值比以前的更準(zhǔn)確，提出的理論也成功解決了黑體輻射的問(wèn)題，標(biāo)志著量子力學(xué)的誕生。量子假設(shè)的提出有力地沖擊了經(jīng)典物理學(xué)，促進(jìn)物理學(xué)進(jìn)入微觀層面，奠基現(xiàn)代物理學(xué)。但直到現(xiàn)在，物理學(xué)家關(guān)于量子力學(xué)的一些假設(shè)仍然不能被充分地證明，仍有很多需要研究的地方。相關(guān)方程黑體輻射量子方程黑體輻射量子方程是量子力學(xué)的第一部分。在1900年10月7日面世。當(dāng)物體被加熱，它以電磁波的形式散發(fā)紅外線輻射。物體...