量子宇宙学

近代发展在最近，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，而到目前为止，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、且在物理定律的支配之下的进程。物理宇宙学物理宇宙学是物理学和天体物理学的分支，专门研究宇宙的物理起源及其演化。这学科亦会从最大的尺度去研究宇宙的本质。在过往，希腊哲学家认为天是一个天球，当中的机械原理，就成为了现时天体力学的内容。在当时，阿里斯塔克斯、亚里士多德及托勒密曾提出过几个不同的天体学理论，当中以托勒密用来解说天体运作的地心说被广为接受，直到16世纪时为哥白尼所推翻，并得到开普勒及伽里略等人提出的新日心说理论所取代。这事件成为了宇宙物理学的一个最著名的认识论断裂（英...

粒子视界粒子视界是指在某个时刻t=t0{\displaystylet=t_{0}}的观察者能够接收到其他地方的光信号的边界。粒子视界代表我们能够从过去获取信息的最远距离，通常这也是可观测宇宙的大小。其对应的视界半径可表示为：dH=a(t0)∫∫-->0t0ca(t)−−-->1dt{\displaystyled_{H}=a(t_{0})\int_{0}^{t_{0}}ca(t)^{-1}\mathrm{d}t}，其中a(t){\displaystylea(t)}对应于FRW度规中的尺度因子。事件视界事件视界跟粒子视界有所不同，粒子视界是指在某个指定时刻远处光子能够到达观察者的最远同移距离，而事件视界指的是某个时刻发射的光子在未来所能传播的最大同移距离，这里所说的未来时间由时空几何本身决定，值得一提的是它未必是正无穷。一般的，时刻t发出的光子对应的固有距离可表示为：de(t)=a...

发展历史现代宇宙学是沿着观测和理论的辐辙发展起来的。1915年爱因斯坦提出了广义相对论。因为那时的物理学家有一种偏见，认为宇宙是静态的、无始无终的，爱因斯坦在他的方程中加入了一个宇宙学常数项使稳恒态的方程成立。但后来发现宇宙不仅是膨胀，还有加速膨胀的趋势，于是这个最初的错误--宇宙学常数又成为了加速膨胀的来源。广义相对论的宇宙学解是由弗里德曼发现的，现在被称为弗里德曼-罗伯森-沃克宇宙。它描写的是膨胀或收缩的宇宙。1910年斯里菲和威兹用多普勒现象来解释观测到的涡状星云的红移。这意味着这些星云正离我们远去。虽然人们可以测量天体的视角大小，但是却很难知道它们的实际大小和亮度，这使得测量天体的距离异常得困难。斯里菲和威兹没有意识到这些星云其实是河外星系，也没有意识这个发现对宇宙学的意义。1927年，一位比利时的天主教神甫勒玛泰独立地发现了弗里德曼-罗伯森-沃克解并在涡状星云的观测基础上提出宇宙...

宇宙学常数问题根据广义相对论，宇宙真空里蕴藏的能量会产生引力场，真空能量密度ρρ-->vac{\displaystyle\rho_{vac}}与宇宙学常数ΛΛ-->{\displaystyle\Lambda}之间的关系为ρρ-->vacc2=ΛΛ-->c4/8ππ-->G{\displaystyle\rho_{vac}c^{2}=\Lambdac^{4}/8\piG物理学。怎样计算真空能量密度是物理学尚未解决的一个大问题。最简单算法总和所有已知量子场贡献出的零点能，但这数量级果超过天文观测值120个数量级，被惊叹为“物理史上最差劲的理论预测”！这问题称为宇宙学常数问题。为什么从真空能量密度计算出的宇宙学常数，会与天文观测值相差这么大？到底是什么物理机制抵销这超大数值？解决这问题可能要用到量子引力理论。时间性尽管以“常数”为名，宇宙学常数在时间上并非常数。也就是...

历史量子物理是研究量子化的物理分支，在1900年根据热辐射理论延伸建立量子理论。由于马克斯·普朗克（M.Planck）试图解决黑体辐射问题，所以他大胆提出量子假设，并得出了普朗克辐射定律，沿用至今。当时德国物理界聚焦于黑体辐射问题的研究。马克斯·普朗克在1900年12月14日的德国物理学学会会议中第一次发表能量量子化数值、Avogadro-Loschmidt数的数值、一个分子摩尔（mole）的数值及基本电荷。其数值比以前的更准确，提出的理论也成功解决了黑体辐射的问题，标志着量子力学的诞生。量子假设的提出有力地冲击了经典物理学，促进物理学进入微观层面，奠基现代物理学。但直到现在，物理学家关于量子力学的一些假设仍然不能被充分地证明，仍有很多需要研究的地方。相关方程黑体辐射量子方程黑体辐射量子方程是量子力学的第一部分。在1900年10月7日面世。当物体被加热，它以电磁波的形式散发红外线辐射。物体...