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大尺度結構

指数 大尺度結構

大尺度結構()在物理宇宙學中指可觀測宇宙在大範圍內(典型的尺度是十億光年)質量和光的分佈特徵。巡天和各種不同電磁波輻射波長的調查和描繪,特別是21公分輻射,獲得了宇宙結構的許多內容和特性。結構的組織看起來是跟隨著等級制度的模型,以超星系團和纖維狀結構的尺度為最上層,再大的似乎就沒有連續的結構了,這所指的就是浩瀚界限(end of greatness)現象。.

46 关系: 可觀測宇宙史隆長城各向同性大尺度纖維狀結構大爆炸天体物理学宇宙宇宙加速膨脹宇宙学宇宙學原理宇宙微波背景輻射巨引源上帝的手指人马座廣義相對論引力透镜哈勃定律光年秒差距空洞 (天文学)类星体約翰·修茲勞紅移紅移巡天瑪格利特·蓋勒随机数萊曼α森林质量超大類星體群超星系團超新星重子暗物质長蛇-半人馬座超星系團长城 (天文学)长蛇座電磁波輻射WMAP冷斑點恒星波长波江座星系摩羯座21公分線2度視場星系紅移巡天

可觀測宇宙

可观测宇宙(observable universe)是一个以观测者作为中心的球体空间,小得足以让观测者观测到该范围内的物体,也就是说物体发出的光有足够时间到达观测者。截至2013年對宇宙年齡最精確的估計是年。 但由於宇宙的膨脹,可觀測宇宙的半徑並不是固定的138億光年,人類所觀測的古老天體當前的距離比起其原先的位置要遙遠得多(以固有距離(proper distance)來衡量,固有距離在現在的時點和同移距離是相等的)。 现在推测可观测宇宙半径约为465亿光年,直径约为930亿光年。 根據宇宙學原理,從任何方向到可觀測宇宙邊緣的距離大致是相等的。 “可观测”在这个意义上与现代科技是否容许我们探测到物体发出的辐射无关,而是指物体发出的光线或其他辐射可能到达观测者。实际上,我们最远只能观测到宇宙从不透明变为透明的临界最后散射面(surface of last scattering),但在未來的技術下,我们有可能觀測到更古老的宇宙中微子背景輻射,甚至可能能够从重力波的探测推断这个时间之前的信息。有時候天體物理學家將「可視宇宙」(visible universe)和「可觀測宇宙」相區分,前者只包括了再復合時期以來的信息而後者則包括了自宇宙膨脹(傳統宇宙學的大爆炸及現代宇宙學的暴脹時期結束)以來發出的信息。經過計算,到CMBR粒子的同移距離(可視宇宙的半徑)大約為140億秒差距(約457億光年),而到可觀測宇宙邊緣的同移距離大約為143億秒差距(約466億光年),大約比前者大2%。.

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史隆長城

史隆長城是由星系組成的巨牆,是目前所知宇宙中被觀察到的最巨大“非結構”'。這項發現由普林斯頓大學的理查·哥特(Richard Gott III)、Mario Juric和同事們在2003年10月對外公布。依據史隆數位巡天所獲得的資料,這座巨牆的長城遠在10億光年之外,長達13.7億光年(超過8 X 1021英里)。 史隆長城幾乎是由哈佛的瑪格利特·蓋勒(Margaret Geller)和約翰·修茲勞(John Huchra)於1989年發現的CfA2長城(原先記錄保持者)的三倍長。天文學家指出,在技術上“史隆長城”不是一種“結構”,因為結構中的成員通常需要由重力來維繫彼此間的關係。例如,地球因為受到太陽的重力而繞著太陽公轉,所以太陽系是一個結構。在眾多星系組成的結構中會包含有質量中心,並且也會影響星系群日後的演變。但是史隆長城只是在測量上造成的一種人為看法,所以史隆長城不能算是結構。因此2006年7月「昴」望遠鏡發現的纖維狀結構,儘管不如史隆長城巨大,卻是宇宙中最巨大的結構。.

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各向同性

各向同性(isotropy),是指物体的物理、化学性质不因方向而有所变化的特性,即在不同方向所测得的性能数值是相同的。如所有的气体、液体以及非晶体都显示各向同性,多晶体(如一块金属)表现的各向同性称为“准各向同性”。各向同性的物体称为均质体。 各向同性与各向异性相反。确切的定义,取决于其使用的领域。各向同性的辐射在各向上有等同的强度,并且一个各向同性的场对测试粒子有同样的作用,无论其初始方向。以波动的传播为例,波源于此种介质中,发出的振动,于各个方向,速度一致。也即,波的传播速度与方向无关。于此种介质中,波面与波线正交。.

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大尺度纖維狀結構

纖維狀結構是宇宙中目前已知的最大结构,一个典型的纖維結構的长度是70至150百万秒差距,这些纖維狀結構组成了宇宙中空洞的边界。纖維狀結構由星系构成,其中的一些星系又因为和其他众多星系组合的特别紧密而形成了超星系团。 在2006年7月,日本科學家宣布發現了由三條纖維狀結構組合的人類所知最大的結構,組成的星系密集得像一滴巨大的萊曼α斑點。日本国立天文台宣布,由日本东北大学、京都大学和国立天文台组成的研究小组利用位于夏威夷莫纳克亚山顶峰上的“昴”望远镜(Subaru)的大视角主焦点照相机,对距地球约120亿光年宇宙中星系密集的区域附近进行观察,发现这片区域是一个大尺度结构的一部分,这个大尺度结构最宽处约2亿光年,比此前所知的最大超星系团还要巨大,其中的星系密度比宇宙平均星系密度高3-4倍。目前已知的星系高密度区域只有0.5亿光年的规模。研究小组利用微光天体分光装置对大尺度结构内的星系进行了详细的立体观测,发现这一大尺度结构由三条纖維狀結構相互交错构成,在这一星系密集区域纖維构造的连接点,有两个已知的巨大气体天体,其中有一个的直径约为40万光年。研究小组利用“昴”望远镜沿着纖維构造,又发现了33个10万光年规模以上的新的巨大气体天体,这些天体有着巨大质量。.

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大爆炸

--又稱大--靂(Big Bang),是描述宇宙的源起與演化的宇宙學模型,这一模型得到了当今科学研究和觀測最廣泛且最精確的支持。宇宙学家通常所指的大爆炸观点为:宇宙是在过去有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态演变而来的。根据2015年普朗克卫星所得到的最佳观测结果,宇宙大爆炸距今137.99 ± 0.21亿年,并经过不断的到达今天的状态。 大爆炸这一模型的框架基于爱因斯坦的广义相对论,又在场方程的求解上作出了一定的简化(例如宇宙學原理假设空间的和各向同性)。1922年,苏联物理学家亚历山大·弗里德曼用广义相对论描述了流体,从而给出了这一模型的场方程。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,从而推导出宇宙膨胀的观点。1927年时勒梅特通过求解弗里德曼方程已经在理论上提出了同样的观点,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系团在视線速度上都在远离我们这一观察点,并且距离越远退行视速度越大 。如果当前星系和星团间彼此的距离在不断增大,则说明它们在过去曾经距离很近。从这一观点物理学家进一步推测:在过去宇宙曾经处于一个密度极高且温度极高的状态,大型粒子加速器在类似条件下所进行的实验结果则有力地支持了这一理论。然而,由于当前技术原因,粒子加速器所能达到的高能范围还十分有限,因而到目前为止,还没有证据能够直接或间接描述膨胀初始的极短时间内的宇宙状态。从而,大爆炸理论还无法对宇宙的初始状态作出任何描述和解释,事实上它所能描述并解释的是宇宙在初始状态之后的演化图景。当前所观测到的宇宙中氢元素的丰度,和理论所预言的宇宙早期快速膨胀并冷却过程中,最初的几分钟内通过核反应所形成的这些元素的理论丰度值非常接近,定性并定量描述宇宙早期形成的氢元素丰度的理论被称作太初核合成。 大爆炸一词首先是由英国天文学家弗雷德·霍伊尔所采用的。霍伊尔是与大爆炸对立的宇宙学模型——穩態學說的倡导者,他在1949年3月BBC的一次广播节目中将勒梅特等人的理论称作“这个大爆炸的观点”。虽然有很多通俗轶事记录霍伊尔这样讲是出于讽刺,但霍伊尔本人明确否认了这一点,他声称这只是为了着重说明这两个模型的显著不同之处。霍伊尔后来为恒星核合成的研究做出了重要贡献,这是恒星内部通过核反应利用氢元素制造出某些重元素的途径。1964年发现的宇宙微波背景辐射是支持大爆炸确实发生的重要证据,特别是当测得其频谱从而绘制出它的黑体辐射曲线之后,大多数科学家都开始相信大爆炸理论了。.

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天体物理学

天體物理學,又稱「天文物理學」,是研究宇宙的物理學,這包括星體的物理性質(光度,密度,溫度,化學成分等等)和星體與星體彼此之間的交互作用。應用物理理論與方法,天體物理學探討恆星結構、恆星演化、太陽系的起源和許多跟宇宙學相關的問題。由於天體物理學是一門很廣泛的學問,天文物理學家通常應用很多不同的學術領域,包括力學、電磁學、統計力學、量子力學、相對論、粒子物理學等等。由於近代跨學科的發展,與化學、生物、歷史、計算機、工程、古生物學、考古學、氣象學等學科的混合,天體物理學目前大小分支大約三百到五百門主要專業分支,成為物理學當中最前沿的龐大領導學科,是引領近代科學及科技重大發展的前導科學,同時也是歷史最悠久的古老傳統科學。 天體物理實驗數據大多數是依賴觀測電磁輻射獲得。比較冷的星體,像星際物質或星際雲會發射無線電波。大爆炸後,經過紅移,遺留下來的微波,稱為宇宙微波背景輻射。研究這些微波需要非常大的無線電望遠鏡。 太空探索大大地擴展了天文學的疆界。太空中的觀測可讓觀測結果避免受到地球大氣層的干擾,科學家常透過使用人造衛星在地球大氣層外進行紅外線、紫外線、伽瑪射線和X射線天文學等電磁波波段的觀測實驗,以獲得更佳的觀測結果。 光學天文學通常使用加裝電荷耦合元件和光譜儀的望遠鏡來做觀測。由於大氣層的擾動會干涉觀測數據的品質,故於地球上的觀測儀器通常必須配備調適光學系統,或改由大氣層外的太空望遠鏡來觀測,才能得到最優良的影像。在這頻域裏,恆星的可見度非常高。藉著觀測化學頻譜,可以分析恆星、星系和星雲的化學成份。 理論天體物理學家的工具包括分析模型和計算機模擬。天文過程的分析模型時常能使學者更深刻地理解箇中奧妙;計算機模擬可以顯現出一些非常複雜的現象或效應其背後的機制。 大爆炸模型的兩個理論棟樑是廣義相對論和宇宙學原理。由於太初核合成理論的成功和宇宙微波背景輻射實驗證實,科學家確定大爆炸模型是正確無誤。最近,學者又創立了ΛCDM模型來解釋宇宙的演化,這模型涵蓋了宇宙暴胀(cosmic inflation)、暗能量、暗物質等等概念。 理論天體物理學家及實測天體物理學家分別扮演這門學科當中的兩大主力研究者,兩者專業分工。理論天體物理學家通常扮演大膽假設的研究者,理論不斷推陳出新,對於數據的驗證關心程度較低,假設程度太高時,經常會演變成偽科學,一般都是天體物理學研究者當中的激進人士。實測天體物理學家通常本身精通理論天體物理,在相當程度上來說也有能力自行發展理論,扮演小心求證的研究者,通常是物理實證主義的奉行者,只相信觀測數據,經常對理論天體物理學所提出的假說進行證偽或證實的活動,一般都是天體物理學研究者當中的保守人士。.

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宇宙

宇宙(Universe)是所有時間、空間與其包含的內容物所構成的統一體;它包含了行星、恆星、星系、星系際空間、次原子粒子以及所有的物質與能量,宇指空間,宙指時間。目前人類可觀測到的宇宙,其距離大約為;而整個宇宙的大小可能為無限大,但未有定論。物理理論的發展與對宇宙的觀察,引領著人類進行宇宙構成與演化的推論。 根據歷史記載,人類曾經提出宇宙學、天體演化學與,解釋人們對於宇宙的觀察。最早的理論為地心說,由古希臘哲學家與印度哲學家所提出。數世紀以來,逐漸精確的天文觀察,引領尼古拉斯·哥白尼提出以太陽系為主的日心說,以及經約翰內斯·克卜勒改良的橢圓軌道模型;最終艾薩克·牛頓的重力定律解釋了前述的理論。後來觀察方法逐漸改良,引領人類意識到太陽系位於數十億恆星所形成的星系,稱為銀河系;隨後更發現,銀河系只是眾多星系之一。在最大尺度範圍上,人們假定星系的分布,且各星系在各個方向之間的距離皆相同,這代表著宇宙既沒有邊緣,也沒有所謂的中心。透過星系分布與譜線的觀察,產生了許多現代物理宇宙學的理論。20世紀前期,人們發現到星系具有系統性的紅移現象,表明宇宙正在;藉由宇宙微波背景輻射的觀察,表明宇宙具有起源。最後,1990年代後期的觀察,發現宇宙的膨脹速率正在加快,顯示有可能存在一股未知的巨大能量促使宇宙加速膨脹,稱做暗能量。而宇宙的大多數質量則以一種未知的形式存在著,稱做暗物質。 大爆炸理論是當前描述宇宙發展的宇宙學模型。目前主流模型,推測宇宙年齡為。大爆炸產生了空間與時間,充滿了定量的物質與能量;當宇宙開始膨脹時,物質與能量的密度也開始降低。在初期膨脹過後,宇宙開始大幅冷卻,引發第一波次原子粒子的組成,稍後則合成為簡單的原子。這些原始元素所組成的巨大星雲,藉由重力結合起來形成恆星。 目前有各種假說正競相描述著宇宙的終極命運。物理學家與哲學家仍不確定在大爆炸前是否存在任何事物;許多人拒絕推測與懷疑大爆炸之前的狀態是否可偵測。目前也存在各種多重宇宙的說法,其中部分科學家認為可能存在著與現今宇宙相似的眾多宇宙,而現今的宇宙只是其中之一。.

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宇宙加速膨脹

宇宙加速膨脹是宇宙的膨脹速度越來越快的現象。以天文學術語來說,就是宇宙標度因子 a(t) 的二次導數是正值,這意味著星系遠離地球的速度,隨著時間演進,應該會持續地增快。這速度是哈勃定律裏所提到的退行速度。於1998年觀測Ia超新星得到的數據,提示宇宙的膨脹速度正在加快。物理學者索尔·珀尔马特、布莱恩·施密特與亚当·里斯「透過觀測遙遠超新星而發現了宇宙加速膨脹」,因此,共同榮獲2006年邵逸夫天文學獎與2011年諾貝爾物理學獎。.

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宇宙学

宇宙學(英文:Cosmology)或宇宙論,這個詞源自於希臘文的κοσμολογία(cosmologia, κόσμος (cosmos) order + λογια (logia) discourse)。宇宙學是對宇宙整體的研究,並且延伸探討至人類在宇宙中的地位。雖然宇宙學這個詞是最近才有的,人們對宇宙的研究已經有很長的一段歷史,牽涉到科學、哲學、神秘学以及宗教。.

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宇宙學原理

#重定向 宇宙論原則.

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宇宙微波背景輻射

#重定向 宇宙微波背景.

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巨引源

巨引源(Great Attractor)指的是位于拉尼亚凯亚超星系团中心的长蛇-半人马座超星系团附近的引力异常处,一个相当于数万个银河系质量的引力中心,距离地球1.5亿至2.5亿光年。大约几亿光年外的包括本星系群和室女座星系团成员在内数百万个星系都受到它的影响。 所有这些星系都发生红移,依据哈伯定律显示它们之间以及地球都在相互远离,红移量和哈勃定律预测值的差异(即本动速度)揭示了巨引源的存在。它们向巨引源方向的本动速度从+700km/s到-700km/s间不等。.

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上帝的手指

上帝的手指(Fingers of God)是中使星系團在紅移空間中被拉長,而被拉長的方向軸指向了在地球的觀測者的效應 Jackson, J.C. (1972).

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人马座

人马座(Sagittarius,天文符号:♐),又稱射手座,是一个南天黄道带星座,面积867.43平方度,占全天面积的2.103%,在全天88个星座中,面积排行第十五。人马座中亮于5.5等的恒星有65颗,最亮星为箕宿三(人马座ε),视星等为1.85。每年7月7日子夜人马座中心经过上中天。.

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廣義相對論

广义相对论是現代物理中基于相对性原理利用几何语言描述的引力理论。该理论由阿尔伯特·爱因斯坦等人自1907年开始发展,最终在1915年基本完成。广义相对论将经典的牛顿万有引力定律與狭义相对论加以推廣。在广义相对论中,引力被描述为时空的一种几何属性(曲率),而时空的曲率则通过爱因斯坦场方程和处于其中的物质及辐射的能量與动量联系在一起。 从广义相对论得到的部分预言和经典物理中的对应预言非常不同,尤其是有关时间流易、空间几何、自由落体的运动以及光的传播等问题,例如引力场内的时间膨胀、光的引力红移和引力时间延迟效应。广义相对论的预言至今为止已经通过了所有观测和实验的验证——广义相对论虽然并非当今描述引力的唯一理论,但却是能够与实验数据相符合的最简洁的理论。不过仍然有一些问题至今未能解决。最为基础的即是广义相对论和量子物理的定律应如何统一以形成完备并且自洽的量子引力理论。 爱因斯坦的广义相对论理论在天体物理学中有着非常重要的应用。比如它预言了某些大质量恒星终结后,会形成时空极度扭曲以至于所有物质(包括光)都无法逸出的区域,黑洞。有证据表明恒星质量黑洞以及超大质量黑洞是某些天体例如活动星系核和微类星体发射高强度辐射的直接成因。光线在引力场中的偏折会形成引力透镜现象,这使得人们可能观察到处于遥远位置的同一个天体形成的多个像。广义相对论还预言了引力波的存在。引力波已经由激光干涉引力波天文台在2015年9月直接观测到。此外,广义相对论还是现代宇宙学中的的理论基础。.

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引力透镜

引力透镜效應(gravitational lensing),根據廣義相對論,就是當背景光源发出的光在引力场(比如星系、星系團及黑洞)附近經過時,光线會像通過透鏡一樣發生彎曲。光线弯曲的程度主要取决于引力场的强弱。分析背景光源的扭曲,可以帮助研究中间作為“透镜”的引力场的性质。根据尺度与效果的不同,引力透镜效应可以分为强引力透镜效应和弱引力透镜效应。 一般从数学上来讲,面质量密度(\kappa)大于1的为强引力透镜区域,小于1的为弱引力透镜区域。在强透镜区域一般可以形成多个背景源的像,甚至圆弧(又称“爱因斯坦环”,Einstein Ring),而弱透镜区域则只产生比较小的扭曲。强透镜方法通过对爱因斯坦环的曲率和多个像的位置的分析,可以估计测量透镜天体质量。弱透镜方法通过对大量背景源像的统计分析,可以估算大尺度范围天体质量分布,并被认为是现在宇宙学中最好的测量暗物质的方法。 1980年,天文学家观测到类星体Q0957+561发出的光在它前方的一个星系的引力作用下弯曲,形成了两个一模一样的类星体的像。这是人类第一次观察到引力透镜效应。.

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哈勃定律

在物理宇宙學裏,哈伯定律(Hubble's law)表明,來自遙遠星系光線的紅移與它們的距離成正比。這條定律是因證實者哈伯而命名。它被認為是的第一個觀察依據,和今天經常被援引作為支持大爆炸的一個重要證據。 在宇宙学研究中,哈伯定律成为宇宙膨胀理论的基础,以方程式表示 其中,v 是由紅移現象測得的星系遠離速率,H_0 是哈伯常數,D是星系與觀察者之間的距離。 2012年12月20日,美國國家航空暨太空總署的威爾金森微波各向異性探測器實驗團隊宣布,哈伯常數為69.32 ± 0.80 (km/s)/Mpc。 2013年3月21日,從普朗克卫星觀測獲得的数据,哈伯常數為67.80 ± 0.77 千米每秒每百万秒差距(67.80 ± 0.77 km/s/Mpc)。,table 9.

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光通常指的是人類眼睛可以見的電磁波(可見光),視知覺就是對於可見光的知覺。可見光只是電磁波譜上的某一段頻譜,一般是定義為波長介於400至700奈(纳)米(nm)之間的電磁波,也就是波長比紫外線長,比紅外線短的電磁波。有些資料來源定義的可見光的波長範圍也有不同,較窄的有介於420至680nm,較寬的有介於380至800nm。 而有些非可見光也可以被稱為光,如紫外光、紅外光、x光。 光既是一种高频的电磁波,又是一種由称為光子的基本粒子組成的粒子流。因此光同时具有粒子性与波动性,或者说光具有“波粒二象性”。.

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光年

光年(light-year)是長度單位之一,指光在真空中一年時間內傳播的距離,大約9.46兆千米(9.46千米或英里。 光年一般用於天文學中,是用來量長度很長的距離,如太陽系跟另一恆星的距離。光年不是時間的單位。 天文學中另三個常用的單位是秒差距、天文單位與光秒,一秒差距等於3.26光年,一天文單位為149,597,870,700公尺,一光秒是光一秒所走的距離為299,792,458公尺。 例如,世界上最快的飛機可以達到每小時1萬1260千米的時速(2004年11月16日,美國航空航天局(NASA)的飛機最高速度紀錄是1萬1260千米/小時),依照這樣的速度,飛越一光年的距離需要用9萬5848年。而常見的客機大約是885千米/小時,這樣飛行1光年則需要122萬0330年。目前人造的最快物體是2016年7月5日抵達木星極軌道的朱諾號(2011年8月5日發射升空),最高速度為73.61千米/秒(即約26萬5000千米/小時),這樣的速度飛越1光年的距離約需要4075年的時間。.

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秒差距

差距(parsec,符號為pc)是一個宇宙距離尺度,用以測量太陽系以外天體的長度單位。1秒差距定義為某一天體與1天文單位的為1時的距離,但於2015年時被重新定義為一個精確值,為天文單位。1秒差距的距離等同於3.26光年(31兆公里或19兆英里)。離太陽最近的恆星比鄰星,距離大約為。絕大多數位於距太陽500秒差距內的恆星,可以在夜空中以肉眼看見。 秒差距最早於1913年,由英國天文學家提出。其英語名稱為一個混成詞,由「1角秒(arcsecond)的視差(parallax)」組合而來,使天文學家可以只從原始觀測數據,就能夠進行天文距離的快速計算。由於上述部分原因,即使光年在科普文字與日常上維持優勢地位,秒差距仍受到天文學與天體物理學的喜愛。秒差距適用於銀河系內的短距離表述,但在描述宇宙大尺度的用途上,會將其加上詞頭來應用,如千秒差距(kpc)表示銀河系內與周圍物體的距離,百萬秒差距(Mpc)描述銀河系附近所有星系的距離,吉秒差距(Gpc)則是描述極為遙遠的星系與眾多類星體。 2015年8月,國際天文學聯合會通過B2決議文,將絕對星等與進行標準定義,也包含將秒差距定義為一個精確值,即天文單位,或大約公尺(基於2012年國際天文學聯合會對於天文單位的精確國際單位制定義)。此定義對應於眾多當代天文學文獻中對於秒差距的小角度定義。.

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空洞 (天文学)

在天文学裡,空洞指的是纖維狀結構之间的空间,空洞与纖維狀結構一起是宇宙组成中最大尺度的结构。空洞中只包含很少或完全不包含任何星系。 一个典型的空洞直径大约为11至150个百万秒差距;特别的,对于空間等同超星系團的大型空洞,时常被称为超级空洞或超空洞。.

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类星体

類星體 (quasar,,也以QSO或quasi-stellar object為人所知)是極度明亮的活躍星系核(AGN,active galactic nucleus)。大多數星系的核心都有一個超大質量黑洞,它的質量從百萬至數十億太陽質量不等。在類星體和其它形式的活躍星系核,黑洞被氣態的吸積盤環繞著。當吸積盤中的氣體朝向黑洞墬落,能量就會以電磁輻射的形式釋放出來。這些輻射被觀測到可以跨越電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、和γ射線等電磁頻譜的波長。類星體輻射的功率非常巨大:最強大的類星體的光度超過1041 瓦特,是普通星系,例如銀河系,的數千倍。 "類星體"這個名詞源自於準恆星狀電波源(quasi-stellar radio source)的縮寫,因為在20世紀50年代發現這種天體時,被認定為未知物理源的電波發射源。當在可見光的照相圖中篩檢出來時,它們類似可見光的星狀微弱光點。 類星體的高解析影像,特別是哈伯太空望遠鏡,已經證明類星體是發生在星系的中心,一些類星體的宿主星系是強烈的交互作用星系或.

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約翰·修茲勞

約翰·彼得·修茲勞(John Peter Huchra,),美國天文學家,哈佛大學研究政策和研究中心的副教務長與哈佛-史密松天體物理中心的天文學教授, Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics。他是國際天文學聯合會的美國國家委員會創建者與前主席,也是美國天文學會的前主席。.

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紅移

在物理學领域,紅移(Redshift)是指電磁輻射由於某种原因導致波长增加、頻率降低的现象,在可見光波段,表现为光谱的谱线朝紅端移動了一段距离。相反的,電磁輻射的波長变短、频率升高的现象则被稱為藍移。紅移最初是在人们熟悉的可见光波段发现的,随着对电磁波谱各个波段的了解逐步加深,任何电磁辐射的波長增加都可以称为紅移。对於波长较短的γ射線、X-射線和紫外線等波段,波长变长确实是波谱向红光移动,“红移”的命名并无问题;而对於波长较长的紅外線、微波和無線電波等波段,尽管波长增加實際上是遠離红光波段,这种现象还是被称为“红移”。 當光源移動遠離觀測者时,观测者观察到的电磁波谱會發生紅移,这类似于聲波因为都卜勒效應造成的頻率變化。這樣的紅移现象在日常生活中有很多應用,例如都卜勒雷達、雷達槍,在天體光譜學裏,人们使用都卜勒紅移測量天體的物理行為 。 另一種紅移稱為宇宙學紅移,其機制為。這機制說明了在遙遠的星系、類星體,星系間的氣體雲的光谱中觀察到的红移现象,其紅移增加的比例與距離成正比。這種關係为宇宙膨脹的观点提供了有力的支持,比如大霹靂宇宙模型。 另一種形式的紅移是引力紅移,其為一種相對論性效應,當電磁輻射傳播遠離引力場時會觀測到這種效應;反過來說,當電磁輻射傳播接近引力場時會觀測到引力藍移,其波長變短、频率升高。 红移的大小由“红移值”衡量,红移值用Z表示,定义为: 这裡\lambda_0\,是谱线原先的波长,\lambda\,是观测到的波长,f_0\,是谱线原先的频率,f\,是观测到的频率。.

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紅移巡天

紅移巡天或星系巡天是天文學中對天空的部份進行天體紅移值的測量。依據哈伯定律,紅移可以用來計算天體與地球的距離。結合紅移和角度位置的數據,紅移巡天圖可以顯示天空中一定範圍內物質的立體分佈狀態。這些觀測被用來測量宇宙大尺度結構的性質。紅移巡天的檢測提供了大尺度構造戲劇化的內容:長城,一個廣達5億光年的超星系團,就是由紅移檢測出來的。 第一次紅移巡天是天文物理中心的紅移巡天,開始於1977年,至1982年完成最初的資料蒐集。 最值得重視的研究是現在還在進行的低紅移值巡天:2度視場星系紅移巡天和史隆數位巡天,而高紅移值的有深度2紅移巡天和VIMOS-VLT深度巡天(VVDS)。 由於觀測時需要獲得的是觀察到分光紅移(也就是真實由速度測量的紅移),它變得普遍的使用以亮度為基礎的測光紅移 。這樣的"紅移",只要星系的類型是已知的,可以用於探測和發現星系在空間的分佈,但是因為圓化的原因在哈伯區線上不能明確的定義出這些點。.

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瑪格利特·蓋勒

格利特·瓊安·蓋勒(Margaret Joan Geller,)是一位美國女性天文學家,是史密松天体物理台的資深天文學家;並且寫了許多論文和拍攝了多部獲獎影片。.

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随机数

機數(random number)這一概念在不同領域有著不同的含義。.

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萊曼α森林

萊曼α森林(Lyman-alpha forest)是天體光譜學中,遙遠的星系和類星體的光在穿越中性氫後產生的所有萊曼α線吸收線的總和。 這些吸收線來自星系或類星體的光在旅途中穿越的星系際氣體。因為這些光的吸收和發射遵守量子力學,只有特殊能量的光子會被吸收,這將導致個別的吸收線。森林被創建的這一事實證明,來自遙遠光源的光子依據我們和光源之間的距離,呈現哈伯紅移。 由於介於地球和遠距離光源之間的中性氫雲在不同的位置會吸收不同波長的光子(因為紅移),每一個獨立的雲會在地球上觀察到的吸收光譜不同的位置產生吸收線,有如留下自己的指紋。 萊曼α森林是探索星系際介質的重要探針,可以用來確定雲中包含的中性氫密度和頻率,以及它們的溫度。也可以用來尋找其他的元素,像是氦、碳和矽(與紅移相符),并研究它們在雲中的豐度。具有高柱密度的中性氫雲會在譜線兩邊顯示典型的阻尼翼,這被稱為阻尼萊曼α系。 高紅移的類星體在森林中的譜線數量也較高,直到紅移6的附近,星系際介質中有著大量的中性氫,森林轉變成耿恩-彼得森槽,這顯示宇宙的再電離已經結束。.

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质量

在日常生活中的“重量”常常被用來表示“質量”,但是在科学上,这两个词表示物质不同的属性(参见质量对重量)。 在物理上,质量通常指物质在以下的三个实验上证明等价的属性之一:.

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超大類星體群

超大類星體群(Large quasar group, LQG)是一群超大質量黑洞,被認為是已知宇宙的最大結構。 2013年1月11日,英國中央蘭開夏大學天文學者宣佈,發現超大類星體群,這是宇宙最大已知結構,是由73顆類星體組成,最窄直徑為14億光年,最寬尺寸為40億光年。這結構的存在似乎違背了宇宙論原則。宣佈者認為,理論而言,宇宙裏不應該存在著這麼龐大的結構。这已经超过了理论上宇宙結構的尺寸上限12億光年。.

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超星系團

超星系團是在宇宙的大尺度結構中,比星系團和星系群更大的結構。可觀測宇宙中的超星系團約有1,000萬個。.

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超新星

超新星是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸都极其明亮,过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系,并可持续几周至几个月才会逐渐衰减变为不可见,而期间内一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相當。恒星通过爆炸会将其大部分甚至几乎所有物质以可高至十分之一光速的速度向外抛散,并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构,这被称作超新星遗迹。超新星是星系引力波潛在的強大來源。初級宇宙射線有很大的比例來自超新星 。 超新星比新星更有活力。超新星的英文名稱為 supernova,nova在拉丁語中是“新”的意思,這表示它在天球上看上去是一顆新出現的亮星(其實原本即已存在,因亮度增加而被認為是新出現的);字首的super-是為了將超新星和一般的新星有所區分,也表示超新星具有更高的亮度。超新星這個名詞是沃爾特·巴德和弗裡茨·茲威基在1931年創造的。 超新星可以用兩種方式之一觸發:突然重新點燃核融合之火的簡併恆星,或是大質量恆星核心的重力塌陷。在第一種情況,一顆簡併的白矮星可以透過吸積從伴星那兒累積到足夠的質量,或是吸積或是合併,提高核心的溫度,點燃碳融合,並觸發失控的核融合,將恆星完全摧毀。在第二種情況,大質量恆星的核心可能遭受突然的引力坍縮,釋放重力位能,可以創建一次超新星爆炸。 最近一次觀測到銀河系的超新星是1604年的克卜勒之星(SN 1604);回顧性的分析已經發現兩個更新的殘骸 。對其它星系的觀測表明,在銀河系平均每世紀會出現三顆超新星,而且以現在的天文觀測設備,這些銀河超新星幾乎肯定會被觀測到 。它們作用的角色豐富了星際物質與高質量的化學元素。此外,來自超新星向外膨脹的激波可以觸發新恆星的形成。.

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重子暗物质

重子暗物质(或称普通暗物质)是种由重子(例如阳子和中子等)组成的暗物质。主要表现为一些已不具备发光条件的气体或星体,例如棕矮星和大质量致密晕天体(MACHO)等。 重子暗物质总体质量的粗略数字可从太初核合成的质量计算或宇宙微波背景辐射的观察中获得。而两种计算方式都得出重子暗物质的总体质量大大小于宇宙暗物质总量的结论。 根据太初核合成学说的推论,原始物质的质量越大,相对的早期宇宙的密度也相对较大,而这将导致物质-氦4同位素的转换效率增大,而氘的量也会因此减少。倘若所有的暗物质都是由重子组成,宇宙的氘素肯定会比现在我们所能观察到的少多。由此就导出了以上的结论。 Category:暗物質 Category:宇宙.

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長蛇-半人馬座超星系團

長蛇-半人馬座超星系團,或是長蛇座和半人馬座超星系團是一個被分為兩個部份,並且最靠近銀河系所在的室女座超星系團的超星系團。這個超星系團在半人馬座的部份可以分為4個主要的星系集團(A3526(半人馬座星系團)、A3565、A3574和A3581),還有長蛇座星系團(A1060)和矩尺座星系團(A3627)。除了中央的星系集團之外,在1.5億至2億光年的距離上,還有一些較小的星系集團也屬於這一個超星系團。.

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长城 (天文学)

长城(Great Wall),或譯為巨牆,是一個關於宇宙大尺度構造的天文學名詞。1989年在天文學家瑪格利特·蓋勒(Margaret Geller)和約翰·修茲勞(John Huchra)試著標示約一萬五千個星系(和地球所在的銀河系一樣層級的星系)的分布時,發現星系、星系團的分布,即使在大尺度下,也並不是以往所想像的均勻分布,反而連結成條狀結構。兩位天文學家當時所標示出來的那個天文學長城,離地球的銀河系足足有兩億光年之遙。它有五億光年長、三億光年寬,並且有一千五百萬光年那麼厚。 在其他天文學家試著以其他的剖面繪製星系、星系團的分布圖時,也發現了相同的疏密不均、具有密集與空洞處的情況,而且目前尚未發現比長城更大的宇宙構造。因此目前一般相信大尺度的宇宙結構為泡狀,也就是宇宙空洞结构。 照這些剖面圖看來,銀河系和本星系群也位於星系團密集處,因此一般預料我們所在的銀河系也位於某條長城上(参见巨引源)。然而「本」長城有多長、多寬、多厚,目前卻不得而知,因為本长城延伸方向恰好在银河系的隐匿带上,被银河系中大量的宇宙塵和宇宙氣體遮擋,以至於無法觀測。 關於長城和泡狀結構的起源,目前的假設之一和暗物質有關。就像太陽系形成過程中有些氣體形成行星、有些則失敗而散成小行星或彗星一樣,那些泡狀「空洞」中的質量可能大規模地形成暗物質而不是星系群,而只有在邊緣、也就是泡壁之處的質量有機會大量地形成星系群。.

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长蛇座

长蛇座 是现代88星座中最大的一个,也是托勒密所列48星座之一。包含中国古代星座:柳宿,外厨,星宿,张宿,平,翼宿,青邱,陣車。.

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電磁波輻射

#重定向 电磁辐射.

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WMAP冷斑點

WMAP冷斑點是2004年由WMAP在波江座檢測出的一個區域,該處的宇宙微波背景輻射(CMB)溫度比周圍要低。如此大和冷的區域在原始的CMB中發生的機率估計只有大約0.2% 。.

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恒星

恆星是一種天體,由引力凝聚在一起的一顆球型發光電漿體,太陽就是最接近地球的恆星。在地球的夜晚可以看見的其他恆星,幾乎全都在銀河系內,但由於距離非常遙遠,這些恆星看似只是固定的發光點。歷史上,那些比較顯著的恆星被組成一個個的星座和星群,而最亮的恆星都有專有的傳統名稱。天文學家組合成的恆星目錄,提供了許多不同恆星命名的標準。 至少在恆星生命的一段時期,恆星會在核心進行氫融合成氦的核融合反應,從恆星的內部將能量向外傳輸,經過漫長的路徑,然後從表面輻射到外太空。一旦核心的氫消耗殆盡,恆星的生命就即將結束。有一些恆星在生命結束之前,會經歷恆星核合成的過程;而有些恆星在爆炸前會經歷超新星核合成,會創建出幾乎所有比氦重的天然元素。在生命的盡頭,恆星也會包含簡併物質。天文學家經由觀測其在空間中的運動、亮度和光譜,確知一顆恆星的質量、年齡、金屬量(化學元素的豐度),和許多其它屬性。一顆恆星的總質量是恆星演化和決定最終命運的主要因素:恆星在其一生中,包括直徑、溫度和其它特徵,在生命的不同階段都會變化,而恆星周圍的環境會影響其自轉和運動。描繪眾多恆星的溫度相對於亮度的圖,即赫羅圖(H-R圖),可以讓我們測量一顆恆星的年齡和演化的狀態。 恆星的生命是由氣態星雲(主要由氫、氦,以及其它微量的較重元素所組成)引力坍縮開始的。一旦核心有了足夠的密度,氫融合成氦的核融合反應就可以穩定的持續進行,釋放過程中產生的能量。恆星內部的其它部分會進行組合,形成輻射層和對流層,將能量向外傳輸;恆星內部的壓力能防止其因自身的重力繼續向內坍縮。一旦耗盡了核心的氫燃料,質量大於0.4太陽質量的恆星,會膨脹成為一顆紅巨星,在某些情況下,在核心或核心周圍的殼層會融合成更重的元素。然後這顆恆星會演化出簡併型態,並將一些物質回歸至星際空間的環境中。這些釋放至間中的物質有助於形成新一代的恆星,它們會含有比例較高的重元素。與此同時,核心成為恆星殘骸:白矮星、中子星、或黑洞(如果它有足夠龐大的質量)。 聯星和多星系統包含兩顆或更多受到引力束縛的恆星,通常彼此都在穩定的軌道上各自運行著。當這樣的兩顆恆星在相對較近的軌道上時,其间的引力作用可以對它們的演化產生重大的影響。恆星可以構成更巨大的引力束縛結構,像是星團或是星系。.

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氫是一種化學元素,其化學符號為H,原子序為1。氫的原子量為,是元素週期表中最輕的元素。單原子氫(H)是宇宙中最常見的化學物質,佔重子總質量的75%。等離子態的氫是主序星的主要成份。氫的最常見同位素是「氕」(此名稱甚少使用,符號為1H),含1個質子,不含中子;天然氫還含極少量的同位素「氘」(2H),含1個質子和1個中子。 氫原子最早在宇宙復合階段出現並遍佈全宇宙。在標準溫度和壓力之下,氫形成雙原子分子(分子式為H2),呈無色、無臭、無味非金屬氣體,不具毒性,高度易燃。氫很容易和大部份非金屬元素形成共價鍵,所以地球上大部份的氫都以分子的形態存在,比如水和有機化合物等。氫在酸鹼反應中尤其重要,因為在這類反應中各種分子須互相交換質子。在離子化合物中,氫原子可以獲得一個電子成為氫陰離子(H−),或失去一個電子成為氫陽離子(H+)。雖然在一般寫法中,氫陽離子就是質子,但在實際化合物中,氫陽離子的實際結構是更為複雜的。氫原子是唯一一個有薛定諤方程式解析解的原子,所以對氫原子模型的研究在量子力學的發展過程中起到了關鍵的作用。 16世紀,人們通過混合金屬和強酸,首次製備出氫氣。1766至1781年,亨利·卡文迪什第一次發現氫氣是一種獨立的物質,燃燒後會產生水。安東萬-羅倫·德·拉瓦節根據這一性質,將其命名為「Hydrogen」,在希臘文中意為「生成水的物質」。19世纪50年代,英国医生合信编写《博物新编》(1855年)时,把元素名翻译为“轻气”,成為今天中文「氫」字的來源。 氫氣的工業生產主要使用天然氣的蒸汽重整過程,或通過能源消耗更高的水電解反應。大部份的氫氣都在生產地點直接使用,主要應用包括化石燃料處理(如裂化反應)和氨生產(一般用於化肥工業)。在冶金學上,氫氣會對許多金屬造成氫脆現象,使運輸管和儲存罐的設計更加複雜。.

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波长

波长是一個物理學的名詞,指在某一固定的頻率裡,沿着波的传播方向、在波的图形中,離平衡位置的「位移」與「時間」皆相同的两个质点之间的最短距离。在物理學,波長普遍使用希臘字母λ來表示。.

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波江座

波江座是现代88星座,也是托勒密48星座之一。包含中国古代星座:天苑,九州殊口,天园,九游 ,玉井和水委。.

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星系

星系(galaxy),或譯為銀河,源自於希臘语的「γαλαξίας」(galaxias)。廣義上星系指無數的恆星系(當然包括恆星的自體)、塵埃(如星雲)組成的運行系統。參考我們的銀河系,是一個包含恆星、星團、星雲、氣體的星際物質、宇宙塵和暗物質,並且受到重力束縛的大質量系統,通常距離都在幾百萬光年以上。星系平均有數百億顆恆星,是構成宇宙的基本單位。。典型的星系,從只有數千萬(107)顆恆星的矮星系到上兆(1012)顆恆星的橢圓星系都有,全都環繞著質量中心運轉。除了單獨的恆星和稀薄的星際物質之外,大部分的星系都有數量龐大的多星系統、星團以及各種不同的星雲。 歷史上,星系是依據它們的形状分類的(通常指它們視覺上的形狀)。最普通的是橢圓星系,有橢圓形狀的明亮外觀;螺旋星系是圓盤的形狀,加上彎曲的塵埃旋渦臂;形狀不規則或異常的,通常都是受到鄰近其他星系影響的結果。鄰近星系間的交互作用,也許會導致星系的合併,或是造成恆星大量的產生,成為所謂的星爆星系。缺乏有條理結構的小星系則會被稱為不規則星系。 在可以看見的可觀測宇宙中,星系的總數可能超過一千億(1011)個以上。大部分的星系直徑介於1,000至100,000秒差距,彼此間相距的距離則是百萬秒差距的數量級。星系際空間(存在於星系之間的空間)充滿了極稀薄的電漿,平均密度小於每立方公尺一個原子。多數的星系會組織成更大的集團,成為星系群或團,它們又會聚集成更大的超星系團。這些更大的集團通常被稱為薄片或纖維,圍繞在宇宙中巨大的空洞週圍。 雖然我們對暗物質的了解很少,但在大部分的星系中它都佔有大約90%的質量。觀測的資料顯示超大質量黑洞存在於星系的核心,即使不是全部,也佔了絕大多數,它們被認為是造成一些星系有著活躍的核心的主因。銀河系,我們的地球和太陽系所在的星系,看起來在核心中至少也隱藏著一個這樣的物體。.

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摩羯座

--(Capricornus,民間多寫為--,天文符号:♑)是黄道十二星座之一,面積約413.947平方度,約占全天面積的1.003%,在全天88个星座中,面積排行第四十位。--中亮于5.5等的恒星有31颗,最亮星为垒壁阵四(--δ),视星等为2.81。每年8月8日子夜--中心经过上中天。 --的“--”一词来源于摩伽罗,即印度神话中的海兽,而身体和尾部呈鱼形,和希腊神话中Capricorn的形象吻合,在日本被称为--日本三省堂出版。大辞林(第二版), やぎざ【〈山羊〉座】词条(やぎ座)。.

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21公分線

21厘米線,又被稱為氫線,21厘米輻射(hydrogen line, 21 centimeter line or HI line)是指由中性氫原子因為能階變化而產生的電磁波譜線。頻率是1420.40575177 MHz,相當於在太空中波長 21.10611405413 公分。在電磁波譜上的位置是微波。 這個波長的輻射經常在射电天文學上被應用,尤其無線電波可以穿過對可見光是不透明的星際雲等巨大星際介質區域。 21公分波來自於1s基態氫原子的兩個超精細結構之間。兩個超精細結構能階的能量不同,而量子的頻率則是由普朗克關係式決定。.

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2度視場星系紅移巡天

2度視場星系紅移巡天 (Two-degree-Field Galaxy Redshift Survey),或2dF、2dFGRS是天文學在1997年至2002年4月11日之間使用AAO天文台的3.9公尺AAO望遠鏡進行的紅移巡天觀測。史蒂夫馬杜克斯和約翰皮科克是這個計劃的主持人,巡天測量的數據在2003年6月30日出版。在勘測的這一局部宇宙的部分,確定了大規模的結構。截至2007年1月,它是僅次於2000年開始的史隆數位巡天之下,規模第二大的巡天觀測。.

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