暗物质和暗能量:宇宙大尺度结构的形成与演化

作者:小菜 更新时间:2024-07-23 点击数:
简介:暗物质和暗能量是宇宙学中两个极为重要但仍未完全理解的概念,它们共同构成了宇宙能量密度的大部分。

尽管我们不能直接观测到它们,它们的存在和属性是通过它们对宇宙大尺度结构和演化的影响间接推断出来的。

具体如下: 1. 暗物质的本质 组成与性质:暗物质不发光也不吸收光线,因此不能通过传统的天文观测手段直接看到。

它主要通过引力与可见物质相互作用,对

【千问解读】

暗物质和暗能量是宇宙学中两个极为重要但仍未完全理解的概念,它们共同构成了宇宙能量密度的大部分。

尽管我们不能直接观测到它们,它们的存在和属性是通过它们对宇宙大尺度结构和演化的影响间接推断出来的。

具体如下:

1. 暗物质的本质

组成与性质:暗物质不发光也不吸收光线,因此不能通过传统的天文观测手段直接看到。

它主要通过引力与可见物质相互作用,对星系、星系团以及宇宙大尺度结构的形成和稳定起着关键作用。

理论模型:关于暗物质的本质,科学家提出了多种理论模型。

弱相互作用有质量粒子(WIMPs)是一种广受关注的暗物质候选粒子,此外还有轴子和惰性中微子等其他可能的候选者。

这些粒子被认为在宇宙早期大量存在,之后逐渐聚集形成了暗物质晕,影响星系的形成和演化。

2. 暗能量的本质

宇宙加速膨胀:暗能量最初被提出来解释宇宙加速膨胀的现象。

通过观测遥远的超新星,科学家发现宇宙的膨胀速度不仅没有减缓,反而在加快,这一现象无法仅用暗物质和普通物质的引力效应来解释。

物理本质探讨:暗能量的本质至今仍是一个谜。

目前广泛接受的理论将其归因于量子真空的零点能,即认为真空本身具有能量,这种能量导致宇宙的加速膨胀。

另一种可能是它是一种新的、尚未被理解的物理场,如精质(quintessence)。

3. 暗物质和暗能量的区分

引力作用差异:尽管暗物质和暗能量都不可见,它们在宇宙中的作用却截然不同。

暗物质通过引力聚集形成结构,而暗能量则推动宇宙加速膨胀,对抗物质间的引力作用,使得宇宙的结构形成变得缓慢。

密度变化:暗物质的密度随着宇宙膨胀而稀释,但其稀释速度要慢于暗能量。

这种差异导致在宇宙早期暗物质更为重要,而在当前和未来,暗能量将占据主导地位。

4. 科学意义和未来探索

宇宙学研究:暗物质和暗能量的研究对于理解宇宙的起源、演化和最终命运至关重要。

它们对宇宙大尺度结构的形成、星系的运动以及宇宙背景辐射的分布都有深远影响。

未解之谜:尽管已经取得了一些进展,暗物质和暗能量的本质仍然充满挑战。

未来的科学研究,包括更精确的天文观测、粒子物理实验和理论模型的发展,将进一步探索这些谜题,可能揭示宇宙最深刻的奥秘。

总结来说,暗物质和暗能量是现代宇宙学中最为神秘且引人入胜的组成部分。

它们虽然难以捉摸,但通过它们的引力效应和宇宙膨胀的影响,科学家能够间接探测到它们的存在,并继续探索它们的性质和作用。

随着科技的进步和理论的发展,未来可能会揭开更多关于暗物质和暗能量的秘密。

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暗物质和暗能量:宇宙大尺度结构的形成与演化

2024年非物质文化遗产保护全国学校排名:附专业大学分数线

2024年非物质文化遗产保护大学全国排名为:第1名南京艺术学院、第2名云南艺术学院等;参考2024年山东各专业分数线,各大学非物质文化遗产保护专业的分数线为:北京联合大学542分、西安美术学院535分等,更多数据详见下文。

一、2024非物质文化遗产保护大学排名非物质文化遗产保护专业就业前景和发展前景是非常不错的,但是在众多非物质文化遗产保护院校中选择到一所好的院校对未来的就业会更有帮助,本文就参考2024年软科各专业院校排名,为大家整理出2024年全国非物质文化遗产保护大学排名情况。

非物质文化遗产保护专业排名第1名的是南京艺术学院。

南京艺术学院作为我国艺术教育的重镇,对于非物质文化遗产保护有着深厚的研究与教学积累。

学院不仅拥有优秀的师资力量,还积极开展与各类非遗项目的合作,致力于将传统艺术与现代保护技术相结合,为我国非遗文化的传承和发展做出了显著贡献。

排在第二位的是云南艺术学院。

云南艺术学院依托其地域优势,深入研究当地丰富的民族文化和传统艺术。

学院在非物质文化遗产保护方面,特别是在对民族歌舞、传统手工艺的保护与传承上有着独到的见解和实践,培养了大批专业人才,为非遗文化的保护注入了新的活力。

比较推荐的院校还有四川音乐学院、西安音乐学院、凯里学院,不过由于篇幅限制,本文就不做过多介绍,考生们可以自行查询更多院校及专业的详细信息。

注:本文整理出前5强的院校名单。

2024年非物质文化遗产保护大学全国排名:第1名:南京艺术学院18.2分第2名:云南艺术学院8.5分第3名:四川音乐学院5.9分第4名:西安音乐学院4.9分第5名:凯里学院3.1分二、2024非物质文化遗产保护专业分数线因为各院校及专业的分数线在不同地区的录取情况都不一致,本文就参考2024年山东各院校专业的投档分数线,为大家整理出全国大学非物质文化遗产保护专业在山东的投档录取情况,供参考。

在山东,分数线第一的非物质文化遗产保护专业大学是北京联合大学,2024年投档线是542分,最低位次是89730位;排在第二的非物质文化遗产保护专业大学是西安美术学院,2024年投档线是535分,最低位次是101160位。

2024年全国各大学非物质文化遗产保护专业在山东分数线:

罕见的类星体三重态形成了宇宙中最大质量的物体之一

Frontera上的超级计算机模拟揭示了超大质量黑洞的起源,超大质量黑洞被认为是整个宇宙中存在的最大质量的物体。

这里显示的是Astrid模拟中以最大质量类星体(BH1)及其宿主星系环境为中心的类星体三重态系统。

红色和黄色的线在BH1的参考系中标记了另外两个类星体(BH2和BH3)的轨迹,因为它们螺旋进入彼此并合并。

Credit: DOI 10.3847/2041-8213/aca160(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(by University of Texas at Austin):超大质量黑洞是宇宙中质量最大的物体。

它们的质量可以达到几百万到几十亿个太阳质量。

德克萨斯高级计算中心(TACC)的Frontera超级计算机上的超级计算机模拟帮助天体物理学家揭示了大约110亿年前形成的超大质量黑洞的起源。

“我们发现超大质量黑洞的一个可能形成渠道是大质量星系的极端合并,这最有可能发生在‘宇宙正午’时期,”哈佛-史密森天体物理中心的博士后研究员岳影·倪说。

倪是2022年12月发表在天体物理学杂志《快报》上的论文的第一作者,该论文发现了三重类星体合并形成超大质量黑洞,三重类星体是由落入嵌套超大质量黑洞的气体和尘埃照亮的三个星系核心系统。

计算机模拟与望远镜数据携手合作,帮助天体物理学家填补恒星和黑洞等奇异物体起源的缺失部分。

迄今为止最大的宇宙学模拟之一被称为Astrid,由Ni共同开发。

这是星系形成模拟领域中最大的粒子或内存负载模拟。

“Astrid的科学目标是研究星系的形成,超大质量黑洞的合并,以及宇宙历史上的再电离,”她解释道。

Astrid对跨越数亿光年的大量宇宙进行建模,但可以放大到非常高的分辨率。

Ni使用德克萨斯高级计算中心(TACC)的Frontera超级计算机开发了Astrid,这是美国最强大的学术超级计算机“Frontera是我们从一开始就在Astrid中使用的唯一系统。

这是一个纯粹的基于Frontera的模拟,”倪继续说道。

Frontera是Ni Astrid模拟的理想选择,因为它能够支持需要数千个计算节点的大型应用程序,这些节点是处理器和内存的独立物理系统,它们被组合在一起用于一些最复杂的科学计算。

“我们使用了2,048个节点,这是大型队列中允许的最大值,来启动例行模拟。

这只有在像Frontera这样的大型超级计算机上才有可能,”倪说。

她在Astrid模拟中的发现显示了一些完全令人难以置信的东西——黑洞的形成可以达到100亿太阳质量的理论上限。

“这是一项极具计算挑战性的任务。

但你只能通过大容量模拟来捕捉这些罕见和极端的物体,”倪说。

“我们发现的是三个超大质量黑洞,它们在宇宙正午聚集它们的质量,这是110亿年前恒星形成、活动星系核(AGN)和超大质量黑洞达到其活动峰值的时候,”她补充道。

宇宙中大约一半的恒星诞生于宇宙正午。

它的证据来自许多星系调查的多波长数据,如大天文台起源深度调查,来自遥远星系的光谱告诉它的恒星年龄,恒星形成历史,以及内部恒星的化学元素。

“在这个时期,我们发现了三个大质量星系的极端和相对快速的合并,”倪说。

“每个星系的质量都是我们银河系的10倍,每个星系的中心都有一个超大质量黑洞。

我们的发现表明,这些类星体三重态系统有可能是那些罕见的超大质量黑洞的前身,在这些三重态相互引力作用并相互融合之后。

”此外,在宇宙正午对星系的新观测将有助于揭示超大质量黑洞的合并和超大质量黑洞的形成。

来自詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的高分辨率星系形态细节数据正在滚滚而来。

“我们正在进行Astrid模拟JWST数据的模拟观测,”倪说。

“此外,未来基于太空的美国宇航局激光干涉仪空间天线(LISA)引力波天文台将让我们更好地了解这些大质量黑洞如何合并和/或聚结,以及宇宙历史上的层次结构、形成和星系合并,”她补充道。

“对于天体物理学家来说,这是一个令人兴奋的时刻,很高兴我们可以通过模拟对这些观测进行理论预测。

”倪的研究小组还计划对AGN星系进行系统的研究。

“对于JWST来说,它们是一个非常重要的科学目标,确定了AGN宿主星系的形态,以及它们与宇宙正午期间银河系的广泛人口相比有何不同,”她补充道。

倪说:“能够使用超级计算机真是太好了,这种技术可以让我们非常详细地模拟宇宙的一部分,并根据观察结果做出预测。

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