英文名稱 中文名稱 詞義解釋
cosmic rays宇宙線實(shí)際上是來(lái)自太空的粒子,它們幾乎全都帶有電荷,以極高的能量——高達(dá)每個(gè)粒子10^20電子伏(eV)——撞擊地球大氣。這比地球上粒子加速器中達(dá)到的最高能量還要高得多。低能宇宙線產(chǎn)生于太陽(yáng);能量在10^9~10^19 eV的粒子來(lái)源于銀河系天體,如超新星;最高能的粒子大概來(lái)自我們銀河系外。
cosmic string宇宙弦大爆炸遺留下來(lái)的假想物質(zhì),其形態(tài)為比一個(gè)原子狹窄得多、但可能伸展到跨越整個(gè)宇宙的能量管。 宇宙弦是大爆炸發(fā)生時(shí)刻的副產(chǎn)品,最恰當(dāng)?shù)氖前阉胂駷榇蟊ǖ囊徊糠帧皟鼋Y(jié)”并陷入一根直徑僅一個(gè)原子核直徑10^-14倍的管子中。由于宇宙弦含有創(chuàng)生時(shí)刻之后約10^-35秒時(shí)宇宙的能量密度,所以盡管它如此狹窄,它的每一厘米應(yīng)該等效于1 000億億噸物質(zhì)。1米長(zhǎng)的宇宙弦就與地球一樣重。 宇宙弦不能有端點(diǎn)(如果有端點(diǎn),其內(nèi)部的能量將漏出去),它的存在形式只能是封閉的環(huán)或恰好跨越宇宙的段。封閉的宇宙弦環(huán)有如拉緊的松緊帶,將像撥響的吉他弦那樣“叮當(dāng)?shù)仨憽?。弦的撥?dòng)要多快有多快,可能接近光速,所以直徑1光年的宇宙弦環(huán)大約一年振動(dòng)一次。這將產(chǎn)生引力輻射,將能量泄漏到弦外,直至宇宙弦環(huán)收縮到無(wú)影無(wú)蹤。 沒(méi)有宇宙弦存在或曾經(jīng)存在過(guò)的證明,但可能是這樣的物體提供了宇宙年輕時(shí)期發(fā)育成星系的“種子”。弦環(huán)的引力作用將氣體云聚集起來(lái),到弦環(huán)振動(dòng)而最后消失之前,氣體云已經(jīng)大到足以獨(dú)立完成星系形成的任務(wù)。 如果一束宇宙弦通過(guò)你的房間,你將不會(huì)感受到通常引力意義下的弦的質(zhì)量(這僅當(dāng)從遠(yuǎn)處看弦環(huán)時(shí)才是“可見(jiàn)”的)。但如果宇宙弦以接近光的速率運(yùn)動(dòng),它在通過(guò)時(shí)將使空間變形。如果宇宙弦正好水平地通過(guò)房間(和你),你將不會(huì)有任何感覺(jué),但宇宙弦過(guò)去后,房間的地板和天花板(更不用說(shuō)你的頭和腳)將以數(shù)公里每秒的速率猛然撞在一起。 很少有人認(rèn)真對(duì)待宇宙弦概念,但很多人喜歡從描述這種奇特事物的方程式中獲得享受。對(duì)此,《宇宙的原料》[5]一書(shū)(約翰·格里賓和馬丁·里斯著)有所討論。 不要把宇宙弦與粒子物理學(xué)的某些理論援引的那種“弦”相混淆——見(jiàn)弦理論。
cosmic year宇宙年太陽(yáng)和太陽(yáng)系在繞銀河系中心的軌道上運(yùn)行一周所需要的時(shí)間;它大約等于2.25億年。
cosmogony天體演化學(xué)研究宇宙間各種事物而非宇宙本身(見(jiàn)宇宙學(xué))的起源和演化的學(xué)科。最初它只限于太陽(yáng)系的起源,但現(xiàn)在已擴(kuò)大到恒星和星系,甚至涉足物質(zhì)如何從大爆炸中產(chǎn)生的研究。
cosmological constant宇宙學(xué)常數(shù)愛(ài)因斯坦在用廣義相對(duì)論說(shuō)明宇宙時(shí),為使宇宙模型維持靜止而引進(jìn)的一個(gè)參數(shù)。那時(shí),在1917年,宇宙膨脹尚未發(fā)現(xiàn),愛(ài)因斯坦因其方程式的解總是表明空間要么膨脹,要么收縮,就是不能靜止,而深感為難?! ?920年代末埃德溫·哈勃和其他人發(fā)現(xiàn)宇宙正在膨脹以后,原始形式的宇宙學(xué)常數(shù)就不再需要了,后來(lái)愛(ài)因斯坦把他發(fā)明這個(gè)參數(shù)稱為他一生“最大的失誤”。不過(guò)有些宇宙學(xué)家仍然喜歡同帶有宇宙學(xué)常數(shù)的方程式打交道,因?yàn)樗麄兡軌蛲ㄟ^(guò)選擇常數(shù)的數(shù)值而“創(chuàng)造”五花八門的“好玩”的宇宙。 近來(lái),宇宙學(xué)常數(shù)概念在暴漲理論和有關(guān)星系形成的研究中再次流行。由于宇宙學(xué)常數(shù)影響宇宙膨脹速率,所以能夠選取一個(gè)讓宇宙膨脹速率增加的宇宙學(xué)常數(shù),使得它的作用像是一種反引力,或一種虛空的能量(真空的能量)。這正是暴漲時(shí)期發(fā)生過(guò)的事情,因而暴漲時(shí)期可看成宇宙學(xué)常數(shù)的影響相當(dāng)大的時(shí)期,但后來(lái)這種影響衰減到了零?! ∷隙ㄒ呀?jīng)衰減到非常接近于零,因?yàn)閷?duì)遙遠(yuǎn)星系的觀測(cè),沒(méi)有顯示出任何大于10^-66(用愛(ài)因斯坦曾經(jīng)用過(guò)的單位)的宇宙學(xué)常數(shù)對(duì)今日宇宙膨脹的影響。但是,即使很小的宇宙學(xué)常數(shù)也能對(duì)宇宙怎樣演化到今天這個(gè)樣子產(chǎn)生影響,有些理論家已經(jīng)玩過(guò)這樣的模型。特別是,增加一些宇宙斥力能使宇宙更年老,星系和星系團(tuán)這類特征也就有較多時(shí)間進(jìn)行演化。但是這些模型丑陋而不自然,要使它們符合實(shí)際情況,必須對(duì)模型進(jìn)行非常仔細(xì)的“微調(diào)”。
cosmological models宇宙模型宇宙學(xué)家造不出物質(zhì)的宇宙模型,但他們能夠建立數(shù)學(xué)方程組來(lái)說(shuō)明各種可能宇宙的行為。這些宇宙(英文詞首字母是小寫“u”)就是宇宙模型。它們有的能說(shuō)明現(xiàn)實(shí)宇宙(英文詞首字母是大寫“U”)的某些事,有的卻什么也說(shuō)明不了。 有些方程式比較容易解,研究這些模型的行為只需要一支鉛筆、幾張紙,再加點(diǎn)兒智力就行了。阿爾伯特·愛(ài)因斯坦就是這樣發(fā)現(xiàn)了廣義相對(duì)論方程式預(yù)言的宇宙膨脹;亞歷山大·弗里德曼和其他人也是這樣發(fā)展了對(duì)相對(duì)論允許的各種宇宙的認(rèn)識(shí)。 其他宇宙模型考慮了更多的細(xì)節(jié)和更復(fù)雜的相互作用,它們的方程式只能借助高速電子計(jì)算機(jī)求解。但我們宇宙有一個(gè)既奇妙又可能很重要的特點(diǎn),就是它看來(lái)可以很好地用愛(ài)因斯坦方程式的最簡(jiǎn)單解來(lái)描述——愛(ài)因斯坦自己就說(shuō)過(guò),“關(guān)于宇宙的最不可理解的事就是宇宙是能夠理解的”。 以不帶宇宙學(xué)常數(shù)的愛(ài)因斯坦方程式為基礎(chǔ)的三組最簡(jiǎn)單宇宙模型,是以它們描述的宇宙最終命運(yùn)來(lái)劃分的。開(kāi)宇宙是始于大爆炸并永遠(yuǎn)膨脹下去的宇宙;閉宇宙是始于大爆炸、膨脹到一個(gè)確定大小然后坍縮為大崩塌的宇宙;平坦宇宙正好在前兩者的分界線上,它永遠(yuǎn)膨脹但越來(lái)越慢,在終結(jié)狀態(tài)下永久“徘徊”而不坍縮。閉宇宙模型的一個(gè)變種是,大崩塌由“反沖”取代,因而宇宙重復(fù)地膨脹和坍縮。雖然我們的宇宙可能是開(kāi)的,也可能是閉的,但它卻難以同平坦宇宙區(qū)分開(kāi)。 增加一個(gè)宇宙學(xué)常數(shù),就可以創(chuàng)造更復(fù)雜的模型。有一個(gè)模型起始于無(wú)窮大,收縮到有限大小,然后再次膨脹;另一個(gè)模型從大爆炸開(kāi)始向外膨脹,然后膨脹減慢以至停止,在大小不變的情況下停留任意長(zhǎng)的時(shí)間,然后再次膨脹。還提出過(guò)其他一些模型。但這些奇異的模型被認(rèn)為同現(xiàn)實(shí)宇宙沒(méi)有多少關(guān)系?! ×硪?jiàn)減速因子、穩(wěn)恒態(tài)假說(shuō)。
cosmological principle字宙學(xué)原理宇宙中沒(méi)有優(yōu)先地域這一特性的陳述——不管你在宇宙的何處,宇宙的總體性質(zhì)看起來(lái)都是一樣的。 宇宙學(xué)原理的最明顯例子是宇宙膨脹時(shí)星系退行速率正比于星系到我們的距離(見(jiàn)紅移)。不論你碰巧身處哪個(gè)星系,這一退行定律(紅移與距離成正比)都適用。沒(méi)想一塊沿一直線畫有墨水點(diǎn)子的橡皮,每個(gè)點(diǎn)子與相鄰點(diǎn)子的距離是1厘米,如果將橡皮拉到原來(lái)的兩倍長(zhǎng),則每個(gè)點(diǎn)子相對(duì)其他任一點(diǎn)的退行均遵守這個(gè)定律。 原來(lái)相隔2厘米的兩個(gè)點(diǎn)變成相隔4厘米,原來(lái)相隔4厘米的兩個(gè)點(diǎn)變成相隔8厘米,等等。一個(gè)點(diǎn)出發(fā)時(shí)與任一選定點(diǎn)的距離如果是另一點(diǎn)與該選定點(diǎn)距離的兩倍,那么在相同時(shí)間內(nèi)它相對(duì)選定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程也將是另一點(diǎn)相對(duì)選定點(diǎn)所走路程的兩倍。換言之,即使我們看見(jiàn)所有方向的星系均勻退離我們,地球也并不在宇宙的中心。 對(duì)遙遠(yuǎn)天體如類星體的光進(jìn)行的光譜學(xué)研究表明,物理定律在可見(jiàn)宇宙中任何地方的運(yùn)行方式是相同的,這是宇宙學(xué)原理的另一個(gè)例子。它也可以表述為地球平凡性原理——地球是一顆在宇宙的一個(gè)極其平凡的地方繞一顆平凡的恒星運(yùn)動(dòng)的平凡行星?! ∮行┯钪鎸W(xué)家在1940年代推出“完全宇宙學(xué)原理”,試圖把這個(gè)思想推廣到時(shí)間。完全宇宙學(xué)原理認(rèn)為,不單是從宇宙的任何地方,而且在任何時(shí)候,宇宙都應(yīng)該顯得一樣。這導(dǎo)致了穩(wěn)恒態(tài)假說(shuō)的提出,但這個(gè)假說(shuō)已經(jīng)被宇宙隨時(shí)間的推移而變化以及宇宙幾乎肯定起源于有限時(shí)間以前的大爆炸的證據(jù)所駁倒。
cosmological redshift宇宙學(xué)紅移見(jiàn)紅移。
cosmology宇宙學(xué)研究整體宇宙及其起源和演化的學(xué)科。宇宙學(xué)與天體演化學(xué)是不同的,后者研究的是宇宙中的天體(如星系)的起源和演化。 雖然宇宙學(xué)根源于古代神話和傳說(shuō)以及希臘對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究,但現(xiàn)代宇宙學(xué)基本上是借助阿爾伯特·愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論方程式對(duì)最大尺度時(shí)空行為的數(shù)學(xué)描述。所以現(xiàn)代宇宙學(xué)的誕生年代可以很精確地定位在愛(ài)因斯坦首次應(yīng)用那些方程式描述整體宇宙的1917年。 雖然有些理論家發(fā)展了另一些可供選擇的引力和時(shí)空理論,并從這些理論導(dǎo)出了不同于愛(ài)因斯坦理論的宇宙模型,但這些字宙學(xué)都已經(jīng)被觀測(cè)否決了(見(jiàn)脈沖雙星)。在愛(ài)因斯坦理論框架內(nèi),主要的宇宙學(xué)假說(shuō)有兩個(gè)——大爆炸和穩(wěn)恒態(tài)。 這兩類模型都與宇宙因空間伸展而膨脹的觀測(cè)證據(jù)一致,但大爆炸模型把這看成是宇宙在有限時(shí)間以前從一個(gè)奇點(diǎn)誕生出來(lái)的證據(jù),而穩(wěn)恒態(tài)模型則認(rèn)為星系分開(kāi)時(shí)應(yīng)該有新物質(zhì)不斷地產(chǎn)生以填充它們之間的空隙,使得宇宙的總體狀態(tài)保持不變?! 『?jiǎn)單的穩(wěn)恒態(tài)假說(shuō)已被認(rèn)定為錯(cuò)誤,因?yàn)楝F(xiàn)在已有了宇宙隨時(shí)間變化的確切觀測(cè)證據(jù)。只剩下各種可能的大爆炸模型還可以看成是對(duì)現(xiàn)實(shí)宇宙的可能描述。在觀測(cè)精度的范圍內(nèi),我們的宇宙無(wú)法與遵從歐幾里得幾何學(xué)定律的平坦模型區(qū)別開(kāi),這也是愛(ài)因斯坦方程式允許的最簡(jiǎn)單的可能宇宙。
Coudé telescope折軸望遠(yuǎn)鏡反射望遠(yuǎn)鏡的一種,其鏡面系統(tǒng)能在望遠(yuǎn)鏡跟蹤地球自轉(zhuǎn)引起天體在天空上的視運(yùn)動(dòng)時(shí),始終將恒星或其他天體的光聚焦在觀測(cè)室的一個(gè)固定點(diǎn),使得用無(wú)法跟隨望遠(yuǎn)鏡一起運(yùn)動(dòng)的笨重設(shè)備進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)成為可能。
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