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有哪些简单生动的素材,可以用来介绍天文学中的概念? 第1页

  

user avatar   kirk-chen 网友的相关建议: 
      

写一个我老板上课时用过的。

地球夜间灯光的分布并不等于陆地的分布。用这点来介绍galaxy bias。


给不了解的同学解释一下:

宇宙中的物质是如何分布的?这是宇宙学中一个基础而重要的问题。最直接的研究方法就是通过观测宇宙中不同的天区。把宇宙分成一个个小单元,数出每个单元中分别有多少物质,再通过一些数学方法(例如两点相关函数)来研究。

我们能通过光学观测的,都是宇宙中的发光物质,也就是星系。所以在观测中,我们是通过星系的分布来「示踪」宇宙物质的分布。另一方面,我们也可以通过理论/模拟来预测宇宙中的质量分布。然而我们发现,这两者并不一致。

这张图是对这个现象很好的一个解释,这是夜晚地球上的光分布。如果一个外星人试图「用光的分布研究地球物质的分布」,他会以为地球上的物质主要集中在东亚,美国东海岸和欧洲;而非洲,南美洲和南极洲的物质会很少。和实际的质量分布相比,在东亚等地,这是一个很好的示踪;但在非洲,就有了很大的偏差。

Light does not trace mass!这说明除了星系,宇宙中还有不发光的物质(也就是我们所说的暗物质)。而星系更容易在密度场中某些特定的位置形成,这又有一些特殊的统计性质。可观测星系的分布并不能完全表示暗物质的分布。我们称之为galaxy bias。在星系形成过程中一系列的物理过程使得重子物质的行为和暗物质的行为不同,导致了这种分布的偏差。




  

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