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111年 - 111 高等考試_三級_天文：宇宙學#109270

科目：宇宙學 | 年份：111年 | 選擇題數：0 | 申論題數：9

試卷資訊

所屬科目：宇宙學

選擇題 (0)

申論題 (9)

(一)從 William Herschel 到 Jacobus Kapteyn 基本上使用的都是類似的原理。請敘述他們所使用的方法為何？他們為什麼無法得到正確的結論？
(二)1920 年的大辯論時，Harlow Shapley 雖然主張所謂的螺旋星雲位於銀 河系內，但是他認知到太陽並不處於銀河系的中心。請問他是如何得 知的？
(三)什麼是哈伯定律（Hubble–Lemaître law）？
二、目前對宇宙的解釋以  CDM 為標準模型。請解釋此模型，並描述這些解釋 目前觀測結果上各自的優點及缺點。
三、天文學家對暗物質提出了微中子、黑洞、大質量緻密暈天體（massive compact halo object, MACHO）及冷暗物質（weakly interacting massive particle, WIMP）等幾種可能性。試述這幾種理論的優缺點。

(一)請說明何以在 62d7aaf1cf47c.jpg 湮滅之前內部自由度（internal degree of freedom）的總和值 62d7ab08716ce.jpg 為 10.75？這個數值基於微中子只有 3 種 flavors；若微中子的 flavors 有 4 種，則數值應改為多少？
(二)承(一)題，請解釋為何在T ≅ 0.1 MeV/k 時，g 的值降為 3.36？

(一)若 p + n ⇌d + γ 反應的平衡隨著溫度降低而於宇宙年齡約 3 分鐘時不復存在；亦即此時中子與質子將迅速地結合為氘，並再進一步合成氦。 請估計氦的豐度62d7ad10d509e.jpg約為多少？

(二)中子的半衰期及宇宙的重子平均豐度62d7ad256ce8d.jpg 勢必都會影響氦的豐度。請分別說明它們對氦豐度的影響。 （例如：中子的半衰期如果比實際的數值長，氦的豐度會比我們所觀測的數量大或小？為什麼？）