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宇宙学基本原理与佛里德曼度规
观测
宇宙学
-1| Friedman方程
答:
在理想流体的假设下,能量动张量的对角分量成为关键,它与
度规
张量和里奇张量的互动构成了Friedman-Robertson-Walker度规的数学
基础
。通过巧妙的数学变换,我们可以将爱因斯坦场方程简化,第一和第二
弗里德曼
方程应运而生,它们分别描述了哈勃参量和宇宙膨胀的动态。方程告诉我们,物质、辐射和神秘的
宇宙学
常数共...
弗里德曼
方程假设
答:
弗里德曼
-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规的核心假设是宇宙在大尺度上表现为均匀且各向同性。这一假设在跨越一亿秒差距的观测范围内得到了证实。这一理论的基石是,宇宙的度规结构可以表示为:\(g_{\mu\nu} = a(t)^2 \cdot \begin{cases} \delta_{ij} & \text{if } k=0 \text{ (平直空间)} ...
弗里德曼宇宙
模型模型简介] b]
答:
弗里德曼宇宙
模型是一种理论模型,它描绘了一个宇宙常数为零且均匀各向同性的宇宙结构。1922年,苏联数学家弗里德曼通过解爱因斯坦引力场方程,得出了描述这种宇宙动态的时空
度规
,用球面极坐标r、θ、ψ和时间t来表示,其中R(t)是宇宙距离标度因子。他的工作为理解宇宙的膨胀提供了数学
基础
。1927年,比利时...
弗里德曼
方程简介
答:
弗里德曼
方程是广义相对论中不可或缺
的
一部分,它专用于描绘在
宇宙学
尺度上,宇宙表现为均匀且各向同性膨胀的模型。这些方程由亚历山大·弗里德曼在1922年首次提出,他利用了弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克
度规
这一理论工具,对具有特定质量密度和压力的流体的能量-动量张量进行了深入研究,并结合了爱因斯坦的引...
弗里德曼宇宙
模型
的
介绍
答:
弗里德曼宇宙
模型:宇宙常数为零的均匀各向同性宇宙模型的统称。1922年,苏联数学家弗里德曼解爱因斯坦引力场方程,得均匀的、各向同性的宇宙的动态时空度规:
制造
宇宙
大爆炸
答:
根据
宇宙学原理
,在大尺度上度规应当是均匀且各向同性的,唯一符合这一要求
的度规
叫做
弗里德曼
-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规(FLRW度规)。这一度规包含一个含时的尺度因子,它描述了宇宙的尺寸如何随着时间变化,这使得我们可以选择建立一个方便的坐标系即所谓共动坐标系。在这个坐标系中网格随着宇宙一起膨胀,从而仅由于宇宙...
宇宙的
尽头是什么
答:
弗里德曼
-罗伯逊-沃克
度规
在这个度规中最关键
的
是参数K,它的取值决定了宇宙的形状,我们今天不讨论宇宙的命运,就不扯
宇宙学
常数Λ和K取值的关系了,因为宇宙学常数Λ的确定需要临界密度和实际密度的比较作为替代,限于篇幅我直接使用现代宇宙观测到的平坦宇宙K=0的条件,结合1998年两个国际天文团队对于...
现代标准
宇宙论
是什么,依据何在
答:
弗里德曼
模型(即广义相对论加
宇宙学原理
)
的
直接推论就是宇宙的膨胀或者收缩。如果物质的总量不变,随着宇宙的收缩或膨胀,宇宙的密度就会发生改变。一些研究者认为既然时间和空间是统一的,宇宙学原理也应当要求宇宙的密度不随时间改变。稳恒态
宇宙论
就是为了满足这个所谓的“完美宇宙学原理(perfect ...
亚历山大·
弗里德曼
成就
答:
亚历山大·弗里德曼,作为首位以数学方法构建
宇宙
模型的科学家,他的贡献对现代天文学具有深远影响。他的核心理论是宇宙物质平均密度保持恒定,模型中的所有参数,除了膨胀因子和曲率半径,都可以被精确计算。1922年,他发现了广义相对论引力场方程的关键解,即著名
的弗里德曼
-勒梅特-罗伯逊-沃尔克
度规
,这一...
宇宙
是如何行成的
答:
1929年,美国物理学家埃德温·哈勃通过观测发现从地球到达遥远星系的距离正比于这些星系的红移,这一膨胀
宇宙的
观点也在1927年被勒梅特在理论上通过求解
弗里德曼
方程而提出,这个解后来被称作弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克
度规
。哈勃的观测表明,所有遥远的星系和星团在视线速度上都在远离我们这一观察点,并且距离越远退行视...
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