作者:G. J. Mathews 来源:《天体物理杂志》 发布时间:2018/1/4 14:11:06
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科学家在大爆炸锂丰度问题研究中取得进展

 

大爆炸是目前描述宇宙起源和演化最好的理论。特别是得到宇宙微波背景辐射的印证后,大爆炸理论更深入人心。大爆炸理论认为宇宙起源于一个辐射主宰的快速膨胀(图1),随着宇宙不断膨胀冷却,初期核合成在大爆炸开始半小时后就已结束,产生氢、氦、锂几种初期核素。其中D,3He,4He丰度的预测值与天文观测值符合地很好,唯独7Li的预测值是天文观测值的3倍,被称为大爆炸锂丰度问题。在过去几十年,天体物理界和核物理界的科学家们一直试图解决该问题。
 
近日,由中国科学院近代物理研究所和中科院国家天文台主导,联合西班牙加泰罗尼亚理工大学、西班牙加泰罗尼亚空间研究所、日本东京大学、日本国立天文台、北京航空航天大学、美国圣母大学、美国德克萨斯农工大学康莫斯分校等7家单位的核天体同行,利用非广延统计(Tsallis 统计)提出一种解决大爆炸锂丰度问题的新方案。研究发现,当非广延参数q的值在1.069≤q≤1.082范围内,即可解释大爆炸锂丰度的观察结果(图2)。
 
相关研究成果发表在《天体物理杂志》上。(来源:中科院网站)
 
 
图1.起源于宇宙大爆炸(箭头起始处)的宇宙随时间(红色箭头方向)的演化意念图,该图来自T. Kajino教授对NASA原图的修改。
 
 
图2.红色曲线表示计算的原初丰度值随非广延参数值q的变化曲线。阴影水平带表示天文观测的丰度值带一个σ的误差。深蓝色垂直带表示天文观测值限制的非广延统计参数q的取值范围:1.069≤q≤1.082。此处的4He的丰度表示质量分数。
 

 

 
 
 
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