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宇宙微波背景辐射偏振性各向异性及引力波

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宇宙微波背景辐射偏振性各向异性及引力波*CMBanisotropiesandpolarizationGravitationalWaves(RelicandRadiated)YangZhangAstronomyDepartmentUSTC1,CMB各向異性和偏振大爆炸宇宙:宇宙是從早期高溫高壓演化而來。重要證據之一:宇宙中存在2.7k的微波背景輻射(CMB)。大爆炸發現和研究的历史:爱因斯坦(1916):静态宇宙模型deSitter(1931):膨胀宇宙模型(加速)哈勃(1929):宇宙在膨胀中Gamow(1946):大爆炸提出、核合成模型Penzias...

宇宙微波背景辐射偏振性各向异性及引力波
*CMBanisotropiesandpolarizationGravitationalWaves(RelicandRadiated)YangZhangAstronomyDepartmentUSTC1,CMB各向異性和偏振大爆炸宇宙:宇宙是從早期高溫高壓演化而來。重要證據之一:宇宙中存在2.7k的微波背景輻射(CMB)。大爆炸發現和研究的历史:爱因斯坦(1916):静态宇宙模型deSitter(1931):膨胀宇宙模型(加速)哈勃(1929):宇宙在膨胀中Gamow(1946):大爆炸提出、核合成模型Penzias&Wilson(1965):宇宙微波背景辐射Mather&Smoot(1992):CMB的各向异性Riess&Perlmutter(1998):宇宙加速膨胀*Penzias&Wilson微波背景辐射今天宇宙中充滿了T=2.723K的微波背景辐射,波長在λ~0.1cm附近,是幾乎完美的Planck黑體譜,p=ρ/3~(π2/15)T4,ε(ν)=hν/(ehν/kT-1),*CMB如何產生的?在宇宙早期,温度T~3000K(年龄38万年,z~1100)电子+质子=氢原子+光子自由的光子,T~1/a(t),就成为今天的CMB,T~2.7K。仍然是幾乎完美的黑體譜。幾乎?就是還不完美,存在不均勻,即溫度各向異性和偏振。*COBE(Mather&Smoot)背景辐射有10-5大小的温度起伏,不同的颜色。这是我们能看到的宇宙的最早图象。今天,140亿年幼年,38万年**CMB觀測結果(WMAP2003)***以上,是大大簡化了的結果。還有一系列宇宙學的因素要考慮,將修正簡化結果。理論上可以計算出這些因素的效應,再與觀測比較,從而確定一系列的宇宙學參數(模型)。這對推進宇宙學的進展是巨大的。*以下因素:***2,CMB的偏振****於是,得到CMB的四個譜:*注意,度規擾動hij包括兩部份:標量型擾動(密度擾動);張量型擾動(引力波);它們所誘導的CMB譜是不同的。密度擾動只能產生CTT,CEE,CTE,不產生CBB,引力波可以產生全部4個譜。具體說,*IntheexpandinguniversewithRobertson-Walkermetricds2=a2(t)[-dt2+(δij+hij)]perturbationshij=hδij/3+hij||(scalar)+hij┴(vector)+hijT(tensor,RGWs)bothscalar(densityperturbation)andtensor(RGWs)modesaregeneratedduringtheinflationarystageoftheveryearlyuniverse,andbothwillentertheSachs-WolfetermandgenerateCMBanisotropiesandpolarization.*anisotropiespolarization引力波情況下的光子氣體的Boltzmann方程:Equivalentto:with*近似解析解:wherewithc~0.6,b~0.8*引力波產生的全部4個譜(解析解):**類似地,密度擾動情況下的Boltzmanneq:formalsol.:*近似解析解:其中動量積分,給出譜:密度擾動產生的3個譜(解析解):*****3,宇宙再電離(reinization)的影響*-------possiblybyfirstgenerationofluminousstellarobjects-------likelyoccurredz=(6~20),uncertainyet;WMAP5:(suddenre-ionization)z=11(95%CL).-------amajorprocesssecondaryonlytothedecoupling這也是未來的CMB研究的重點*引力波情況下再電離的譜:Phys.Rev.D79,083002(2009)匯總起來:解析解、數值解、觀測的比較:*WMAP觀測的譜:*BeforeWMAPWMAP:HighprecisionCMB未來仍然是宇宙學的主要研究領域,其中CBB的探測,再電離研究將是主要課題。*4,引力波簡介***JWeber1960’s铝棒引力波探测器*LIGO探測器*VIRGO探測器*LISA空間探測器**5,殘餘引力波(RelicGravitationalWaves)宇宙極早期暴漲時期產生RGW,它取決於初始條件:A,β,αT:*RGW的主要特點:隨機背景,譜非常寬,任何時期、任何地方存在。是一個主要的探測目標。lowfrequenciesCMBν=(10-18-10-14)HzWMAP,Planck,CMBPol,etcpulsartimingν=10-9Hz ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt A,etcmediumfrequenciescavity:ν=104HzMAGO,EXPLORERlaserinterferometer:ground,ν=102-103HzLIGO,VIRGO,etcspace,ν=10-3-100HzLISA,ASTROD,etchighfrequenciesGaussianlaserbeamν=109-1010Hzwaveguideν=108Hz(Cruise&Ingley)*一些宇宙物理過程影響RGWs,suchasνfree-streaming;uud→p,QCDphasetransition;e+e-→2γ,annihilation;acceleratingexpansion(darkenergyΩΛ);*inflationindexβ:Class.Quant.Grav.23,3783(2006)*runningindexαT:Phys.Rev.D80084022(2009)*neutrinofree-streaming;Phys.Rev.D75,104009(2007)*Phys.Rev.D77,104016(2008)QCDphasetransition,e-e+annihilation,*DarkenergyΩΛPhys.Rev.D80,084022(2009)*可能探測:LIGO,LISA,AIGO,LCGT,DECIGOPhys.Rev.D80(2009)084022*PPTA*LIGOS5,cross-correlationofH1andL1,thesignal-noiseratioisPhys.Rev.D81101501(2010)*Ωgwdependsonαandβ6,引力輻射(Gravitationalradiation)*ForBinaryBlackHoles,可以採用后牛頓近似 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,目前已經發展到3.5PN的軌道,2PN輻射,以及自轉效應。Will,Blanchett,Wiseman,etal我們具體關注OJ287,巨雙黑洞,m1=1.84x1010Mo,m2=1.46x108Mo,z=0.306*計算了軌道,按照最小方差,定出了軌道參數:****Energyflux:*Angularmomentumflux:*Waveform:*幅度很大:**conclusion:CMB的CBB探測;CMB的再電離效應;GW的探測;Thankyou!
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