宇宙学新进展

    20世纪90年代(主要是哈勃望远镜启用)以来对宇宙学研究的进展。主要有:

1、 宇宙年龄问题,哈勃望远镜观测资料表明,有些球状星团中的恒星年龄可能达到120亿年,早期估计的宇宙年龄星为120亿~150亿年。现在的理论认为,第一代恒星形成于大爆炸后的50亿年。恒星年龄比宇宙年龄大。这一矛盾如何解决?

2、 宇宙常数问题,宇宙常数最早是爱因斯坦在解引力方程时引入的,这样解出的方程得到一个静态宇宙。哈勃发现河外星系红移后,他又放弃了宇宙常数,这是为了解释宇宙年龄与球状恒星年龄相矛盾的一种理论,这个宇宙常数要求真空具有负能量与引力能相反,这个负能使宇宙的膨胀速度加速,这就可以解释宇宙年龄小于某些恒星年龄的一种理论。

3、 宇宙暗物质问题,70年代前,黑洞主要限于理论上的讨论,现在已无人怀疑黑洞的存在,这要归功于天文观测手段的提高,间接地证实了黑洞的存在。这些黑洞不仅有恒星也有星系,有人认为宇宙中的黑洞不会很少,只是难以观测到。此外还有存在宇宙空间的分子以及不发光的暗星云,这些观测不到的星体和物质构成了宇宙的暗物质,到底有多少?有待研究。有人认为,它们也许比可见的物质还多。

4、 宇宙的平均密度的问题,早期估算的宇宙密度,宇宙肯定是开放的,自从知道宇宙还有不少暗物质以来,对宇宙密度也要重新估算。80年到初,前苏联说他们测出中微子质量不是零。19976月,日本的一个研究小组也说发现了中微子有振荡,从而认为这是中微子有质量的证据。如中微子确有质量,这个宇宙很可能是封闭的。

5、 宇宙物质分布问题,早期认为,宇宙物质分布在大尺度上是均匀的,现在的观测表明,有的方向星体明显的少,对于这种现象的原因还不清楚,一般认为,这是宇宙物质分布不均匀的一种标志。

6、 宇宙轻核丰度问题,检测宇宙的轻核(主要是氢核和氦核)丰度是验证大爆炸宇宙学的重要方法之一。过去的检测精度不高,需要改进观测手段,提高检测精度。