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102年 - 102 地方政府特種考試_三等_天文：宇宙學#31407

科目：宇宙學 | 年份：102年 | 選擇題數：0 | 申論題數：10

試卷資訊

所屬科目：宇宙學

選擇題 (0)

申論題 (10)

⑴ CMB 觀測粒子是什麼粒子？其 p 和 E 的關係為何？g 是代表什麼物理量？ 數值為何？早期宇宙演化過程，CMB 粒子是透過甚麼交互作用達成熱平衡？ （10 分）
⑵從式子右邊的因次看，h(T)為何是密度？h(T)又代表什麼物理量的密度？（8 分）
【已刪除】 ⑶ exp,n=0,1,2,... 這個式子的統計物理意義為何？和 f (E)=1/(eE/T-1)  之間 的關係為何？（6 分）
⑷請證明 n ρ ∝ T 的原因，並算出 n＝？（10 分）
⑴這一個實驗告訴我們甚麼重大的訊息？在圖上的式子裡，是用那個單位作為光度 距離 DL的單位？縱軸測量的是什麼物理量？並說明 M 的定義。（8 分）
⑵橫軸測量的是什麼物理量？這個物理量和尺度因子的關係為何？（要說明 z 的原 始定義。）z＝1.5 大約代表宇宙尺度多大的時候？（6 分）
⑶由 Friedmann 方程式H / 8 / 3 2 2 + k R = π Gρ 和物質能量守恆方程式開始推導，在 FRW 空間上，上圖這個事件要發生，主導宇宙膨脹的物質，其能量密度 ρ 和壓 力 p 必須滿足什麼條件？（12 分）
⑷ luminosity L 和超新星輻射能量的關係為何？並由 L 的定義推導 L0和 L 之間的 關係（結果以 z 表示）。（10 分）
三、⑴假設宇宙膨脹過程處於全程物質主控時期，若 R 為尺度因子（scale factor）， 則從宇宙是一個絕熱系統的假設，可以得知物質能量密度 ( / ) 3 3 ρ = ρ m0 R0 R 。試以 哈伯參數（Hubble parameter）H0表示現在的宇宙年齡 t0。（10 分）
⑵假設我們的宇宙膨脹過程，處於全程由暗物質主控和真空主控兩種物質主導，已 知現在能量形式有 75% 是真空能量的形式，試以哈伯參數 H0 表示宇宙年齡 t0。 （20 分）