星空下的沉思

1. 星空下的沉思 2007/01/06 物理所 劉國欽 中研院天文所

3. 最古老的科學—天文學 天文學長老 : 中國 阿拉伯 巴比倫 印度 方法 : 觀測 紀錄

4. 為什麼需要天文學 • 計時 • 曆法 • 農牧與生活 • 占卜

5. 二十八宿 二十八宿為日月舍 猶地有郵亭 為長吏廨矣 • 在黃道帶附近 • 分成四個大天區，用動物的名稱來命名叫做四象，每「象」都含七宿：東方蒼龍（包括角、亢、氐、房、心、尾、箕七宿)北方玄武（包括斗、牛、女、虛、危、室、壁七宿)西方白虎（包括奎、婁、胃、昴、畢、觜、參七宿)南方朱雀（包括井、鬼、柳、星、張、翼、軫七宿)

7. 對太陽的紀錄 • 日蝕 • 紀錄很多 春秋由西元前770 – 476 中37次日蝕 • 西漢 周髀算經 日兆月 月光乃出 • 太陽黑子 • “日中有立人之像” 戰國 <開元占經> • “日中有王字。” 西漢 冊府元龜 西元前165年 • “日出黃 有黑氣 大如錢 日居中” 世界公認最早 西漢

8. 彗星的記載 轉載自成功大學物理系 馬王堆帛書的彗星臨摹圖

9. 新星與超新星的記載 七日己已夕□，ㄓ新大星並火…

10. RCW 86超新星碎片

11. 《宋會要》中記有：「至和元年五月，晨出東方，守天關。晝如太白，芒角四出，色赤白，凡見二十三日。」《宋會要》中記有：「至和元年五月，晨出東方，守天關。晝如太白，芒角四出，色赤白，凡見二十三日。」 《宋史˙仁宗本紀》「嘉祐元年三月辛未，司天監言：自至和元年五月，客星晨出東方，守天關，至是沒。」

12. 天地的模型 蓋天說

13. 渾天說 張衡 西元78年(東漢）~西元139年

14. 亞里斯多德的模型 350 BC

15. Ptolemy 西元兩世紀 利用圓週轉與偏心圓改善亞里斯多德模型

16. 哥白尼(1473 -1543) — 太陽中心說 第谷(1546-1601) – 觀測家 克普勒(1571-1630) – 三大定律 伽利略 (1564-1642) –改良望遠鏡 牛頓 (1643-1727) --萬有引力

17. 威廉 赫歇爾 (1738-1822) 繪製扁平狀銀河系圖

18. 都是愛因斯坦惹的禍 關我什麼事? ? ? Rab -1/2 gabR = 8GTab + gab 時空 能量 宇宙常數 宇宙常數: 平衡萬有引力作用的能量

19. 哈伯定律 遠離速度=距離x常數

20. 哈伯常數與宇宙年齡 H0= 70 km/sec/Mpc 1Mpc=3.26Mly 宇宙年齡 (sec) 3.26Mly/70km 推測之奇異點 真正的奇異點 現在

21. 宇宙之動力學 --need to know how much matter in the universe Freedman universe H: 哈伯常數 a: 宇宙大小 K: 宇宙的曲率 : 宇宙常數項

22. open flat close 臨界密度與空間幾何 c0= 3c2H02/8G *= */c  < 1  K<0 open  = 1  K=0 flat  > 1  K>0 close

23. Friedmann 宇宙非靜態解 k<0 open universe 宇宙大小 k=0 flat universe K> 0 close universe Big bang time

24. 背景放射温度與宇宙膨脹 膨脹 波長變長 溫度能量1/波長1/a(宇宙大小)

25. 物質優勢時期以及輻射優勢時期 物質能量Em=mc2 物質能量密度ma-3 光能量a-1 光能量密度pa-4 Log  輻射優勢 物質優勢 物質 光 Log a aeq today

26. 早期宇宙 高溫 高密度 膨脹 收縮 現在宇宙 低溫 低密度 早期的輻射是否遺留在宇宙中?

27. George Gamov:提出了熱大爆炸宇宙學模型。熱大爆炸宇宙學模型認為，宇宙最初開始於高溫高密的原始物質，溫度超過幾十億度。隨著宇宙膨脹，溫度逐漸下降，形成了現在的星系等天體。他們還預言了宇宙微波背景輻射的存在。 (1940) 福氣拉 Penzias & Wilson 1965 發現3度背景放射1978 獲諾貝爾獎

28. COBE FIRAS 完美黑體輻射頻譜 -- 早期宇宙有熱平衡 -- 大霹靂重要證據

29. COBE DMR All sky cmb map -- Obtain temperature anisotropic Dipole subtracted Galactic plan subtracted

30. 再結合時期之後 星球星系星系團形成

32. 2006年 諾貝爾物理獎—COBE George F. Smoot John C. Mather

33. 宇宙背景放射統計學工具—功率普 △T/T()=alm Ylm() Cl= <|alm|2> l~/ : density ratio to critical density Acoustic Oscillations Super horizon Diffusion damping 1’ 10o 1o Large scale Small scale ~/

34. Open K<0 Flat K=0 Close K>0    observer observer observer l ~ / 宇宙背景放射與空間幾何

35. ０ b m

36. 宇宙學參數與功率譜

37. 宇宙學參數 • H0 Hubble constant • b Baryon density • c CDM density • f Massive neutrino density • m neutrino mass • N number of relativistic neutrino species • k curvature • DE Dark energy density • m Matter energy density • EOS of dark energy A normalization of density fluctuation ns scalar spectral index • Running in scalar spectral index r T/S @ 0.002/Mpc nt tensor spectra index • Reionization optical depth 8 matter fluctuation on 8 h-1 Mpc Asz normalization of SZ bsdss Galaxy bias factor for SDSS sample C220 TT normalization of Cl @l=220 Zs weak lensing source redshift

38. Flat universe—Boomerang 2000

39. WMAP mh2: 0.140.02 bh2: 0.024 0.001 h : 0.720.05 : 0.09 n : 0.950.04 平坦宇宙 宇宙年齡: 13.7Gyr

40. 為什麼需要天文學

41. 暗黑能量主宰現今宇宙 今天的宇宙在加速膨脹中

42. 宇宙常數真是我最大的錯誤嗎?

43. AMiBA ArrayforMicrowaveBackgroundAnisotropy 中研院天文所・台大物理及電機系・澳州国家天文台　共同合作　

44. 頻率: ８５--１０５ GHz　（波長 ３mm） 天線組織:120cm直径 ×13個 　　　　　　放在“直径６公尺的旋轉平台”上 經費補助: 教育部, 國科会（２００１年～） 中研院 / 台大 / ATNF共同合作(PI: Dr. Paul Ho ) AMiBA電波干渉陣列完成時之想像図 觀測站：毛納羅峰 （３,３００m標高）, 夏威夷大島 AMiBA = 宇宙微波背景輻射陣列望遠鏡 測量目標　宇宙微波背景輻射(CMB)

45. AMiBA science goal 1 – 小尺度背景放射之功率譜 • CBI, ACBAR 等其餘觀測結果確認 • SZ 效應產生之功率譜(尚未有任何觀測)

46. AMiBA science goal 2:捜尋高紅位移的星系團 by Sunyaev-Zeldovich 效應

47. AMiBA 原型機 2002年底～：原型器已完成並在開始觀測了 AMiBA原型器 直径３０ｃｍ天線 光学望遠鏡 E N

48. AMiBA first light-- sun