距離測量 (宇宙學)

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距離測量是使用在物理宇宙學給與在宇宙中的兩個天體或事件的自然概念距離。它們通常使用一些受限制但可以觀測的量 (像是遙遠距離類星體光度、遠距離星系紅移、或在CMB能譜的聲學峰值角尺度) 配合不能直接觀測,但更方便於計算的量 (像是類星體、星系等的同移坐标)。此處討論的距離測量都簡化為在低紅移下單純概念的歐幾里得度量距離。

與我們所瞭解的宇宙學一致,這些測量的計算都在符合廣義相對論範圍內的弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克解所用來描述的宇宙。

距離的類型[编辑]

  • 角直徑距離能很好的指出 (特別是在平坦的宇宙) 我們現在看見的光,當他從天體發射出來時離開我們的距離。
  • 光度距離 (Luminosity distance):是考慮天體所具有的固有光度 (Inherent Luminosity),在靜止的宇宙(Static Universe)中觀測到的亮度 (Observed Brightness),與距離平方成反比,推測所得的距離[1]
  • 同移距離:在目前定義的宇宙時間下,沿著路徑測量兩點之間的距離。
  • 宇宙論的原距:在常數的宇宙時間定義下,沿著路徑測量兩點之間的距離。宇宙論的原距不應與一般的原長度或原距混為一談。
  • 光行時回溯時間:這是多久之前離開天體的光所得到的紅移。
  • 光行距 (Light travel distance,LTD):光行時與光速的乘積。因為宇宙膨脹,在超過20億光年時,此值不等於同移距離角直徑距離。請參閱錯誤的觀念有關可見宇宙的大小。
  • 天然的哈伯定律,以z = H0d/c。此處的H0是目前的哈伯常數z 是天體的紅移,c是光速,還有d是"距離"。

距離測量的比較 (Comparison of distance measures)[编辑]

一种基于非线性红移理论的简单方程式可以作为超新星光度距离测量的比较方法,甚至能够确定哈勃定律限定界限以外的天体距离。理论导出的非线性红移式为

Z = ln(1+HD/C)

式中,Z为红移量;H为哈勃常数;C为真空中光速;D为天体距离。

在低红移宇宙尺度下,上式可以演化为哈勃定律。以该方法作为高红移超新星距离的验证工具,通过对43颗红移量散布在0.172至1.755范围内的Ia型超新星天文距离的测算,给出的红移距离与采用光度距离法测算得出的超新星光度距离在观测误差范围内完全一致。这一结果验证了当今高红移超新星距离观测结果的正确无误 [2]

相關條目[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ 2002年6月,張亞君,研究類星體的宇宙演化:中央大學天文所碩士論文thesis.lib.ncu.edu.tw/ETD-db/ETD-search-c/getfile?URN...pdf
  2. ^ 李志平,李然,高红移Ia型超新星天文距离的交叉确证,中国科技论文在线:2014.09.18,http://www.paper.edu.cn/releasepaper/content/201409-208.
  • P. J. E. Peebles, Principles of Physical Cosmology. Princeton University Press (1993)
  • Scott Dodelson, Modern Cosmology. Academic Press (2003).

外部鏈結[编辑]