2025年大学《天文学》专业题库—— 宇宙加速膨胀与宇宙暗物质关系.docxVIP

2025年大学《天文学》专业题库——宇宙加速膨胀与宇宙暗物质关系

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题

1.以下哪项不是宇宙加速膨胀的主要观测证据？

A.Ia型超新星的光度距离与红移关系

B.宇宙微波背景辐射的温度涨落谱

C.大尺度结构的观测结果

D.地球大气层的环流模式

2.在标准宇宙学模型中，代表暗能量密度参数的符号是？

A.Omega_m

B.Omega_L

C.Omega_k

D.w

3.以下哪种粒子是目前最被广泛接受的暗物质候选粒子？

A.中微子

B.轴子

C.弱相互作用大质量粒子(WIMP)

D.氢原子

4.引力透镜效应主要是由于什么现象引起的？

A.星系际介质的散射

B.宇宙尘埃的遮挡

C.时空的弯曲

D.星系的自转

5.以下哪项不是修正引力学说试图解释的现象？

A.宇宙的加速膨胀

B.宇宙的平坦性

C.暗物质的存在

D.宇宙微波背景辐射的各向同性

6.多信使天文学主要利用哪些信号来研究宇宙？

A.可见光和红外线

B.伽马射线和X射线

C.引力波、中微子和宇宙线

D.无线电波和微波

7.詹姆斯·韦伯太空望远镜的主要观测波段是？

A.可见光

B.红外线

C.紫外线

D.X射线

8.宇宙学距离标度中，用于测量最远距离的是？

A.视宁距离

B.光度距离

C.哈勃距离

D.折合距离

9.暗物质对星系旋转曲线的影响是？

A.使旋转曲线在较远距离处下降

B.使旋转曲线在较近距离处下降

C.使旋转曲线在所有距离处都上升

D.使旋转曲线在所有距离处都下降

10.以下哪个物理量可以用来描述暗能量的状态方程？

A.Omega_m

B.Omega_L

C.w

D.H_0

二、填空题

1.宇宙微波背景辐射是宇宙诞生后约_________年时留下的辐射遗迹。

2.宇宙学常数是由爱因斯坦提出的，用来解释_________的一个参数。

3.暗物质主要通过_________和_________与普通物质相互作用。

4.修正牛顿引力定律的主要目的是解释_________现象。

5.宇宙加速膨胀的发现表明，暗能量的方程-of-state参数_________小于-1/3。

三、判断题

1.暗物质可以被直接观测到。()

2.宇宙微波背景辐射的温度涨落是完全各向同性的。()

3.哈勃常数是一个精确的常数，不会随时间变化。()

4.弦理论是目前唯一能够完全解释暗能量本质的理论。()

5.未来的欧洲极大望远镜将能够直接探测到暗物质粒子。()

四、简答题

1.简述Ia型超新星作为“标准烛光”的原理。

2.简述引力透镜效应的原理及其应用。

3.简述暗能量和暗物质可能存在相互作用的理论模型。

4.简述多信使天文学的意义及其面临的挑战。

五、论述题

试述你对宇宙加速膨胀与宇宙暗物质关系的研究现状的理解，并展望未来的研究方向。

试卷答案

一、选择题

1.D

2.B

3.C

4.C

5.B

6.C

7.B

8.B

9.C

10.C

二、填空题

1.38万

2.宇宙的膨胀

3.引力相互作用，弱相互作用

4.宇宙的加速膨胀

5.w

三、判断题

1.×

2.×

3.×

4.×

5.×

四、简答题

1.解析思路：首先说明Ia型超新星是一类具有相同化学组成的恒星爆炸，因此其绝对星等基本恒定。然后解释通过测量Ia型超新星的光度距离和红移，可以确定其距离和宇宙的膨胀速率。最后说明通过比较不同时期的观测数据，可以推断宇宙的膨胀历史，包括加速膨胀现象。

2.解析思路：首先解释引力透镜效应是光线经过大质量天体时，由于时空弯曲而发生的偏折现象。然后说明当光线经过星系团等大质量天体时，其路径会发生弯曲，导致背景光源的图像被放大或扭曲。最后说明通过观测引力透镜效应，可以推断暗物质的存在和分布。

3.解析思路：首先说明暗能量和暗物质可能存在相互作用的假设。然后举例说明一种可能的相互作用模型，例如暗物质粒子可以与暗能量场发生耦合，从而影响暗能量的性质。最后说明这种相互作用可以解释一些观测现象，例如宇宙加速膨胀的速率变化。

4.解