宇宙膨脹、哈伯定律與高紅移現象

📝 歷屆考古題

• 112年 高考申論題 第二題
  一般而言,光前進一年所經過的距離稱為一光年,但在宇宙學裡,光在宇宙中前進一年所經過的距離卻不等於一光年,請問是大於還是小於一光年?為什麼?請嘗試以宇宙理論的數學形式加以說明。(20分)
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• 112年 高考申論題 第四題
  請詳述哈伯參數(Hubble Parameter)和宇宙溫度之間的數學關係。(20分)
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• 112年 高考申論題 第五題
  請詳述紅移(Redshift)的定義、它在宇宙中發生的原因,以及和時間、距離的大略關係。請嘗試以宇宙理論的數學形式加以說明。(10分)
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• 111年 高考申論題 第一題
  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？（5 分）
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• 111年 高考申論題 第三題
  什麼是哈伯定律（Hubble–Lemaître law）？（10 分）
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• 108年 高考申論題 第一題
  在早期的完美宇宙學原理中，人們假設宇宙是不變的（stationary）。請提出至少三種證據顯示宇宙有明顯改變，說明此一假設不正確。
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• 108年 高考申論題 第二題
  在現代的宇宙學原理中，人們也假設宇宙是均勻的（homogeneous）。但在觀測上我們看到了宇宙的密度明顯是不均勻的，例如有星星、星系、星系團等各種結構，為何人們仍相信且採用此一假設？
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• 108年 高考申論題 第二題
  二、一種尋找高紅移的星系的技巧是利用所謂的萊曼斷裂星系（Lyman-break galaxies）。請說明為何會有萊曼斷裂現象，並解釋我們如何利用萊曼斷裂現象來尋找高紅移星系？（20 分）
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• 106年 高考申論題 第一題
  依照哈伯定律，星系距離我們多遠的時候，其退行速度會等於光速？假設哈伯常數 H0 = 70 km sec-1 Mpc-1。（5 分）
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• 106年 高考申論題 第二題
  這距離是指星系現在跟我們的距離？還是該星系輻射出所觀測到的光線時與我們的距離？（5 分）
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• 106年 高考申論題 第三題
  宇宙中的氫在最後一次復合（recombination），並發出我們今天所看到的宇宙背景輻射後，應該都已經成為中性氫原子了。但為何在低紅移的星系之間的宇宙空間中，大部分的氫卻都是呈現游離態？請解釋該現象…
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• 106年 高考申論題 第三題
  我們可能觀察到比這個距離更遙遠的天體嗎？（5 分）
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• 106年 高考申論題 第四題
  請解釋第(三)小題答案的原因。（10 分）
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• 105年 高考申論題 第一題
  目前已知最遙遠的星系其紅移約為 11，則當宇宙在該紅移時，宇宙背景輻射的溫度大約為何？（5 分）
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• 105年 高考申論題 第一題
  為什麼一些高紅移(z > 6)的天體很難被觀測到？除了因為距離遙遠而變暗外，請提出至少二種其它的可能原因。（10 分）
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• 105年 高考申論題 第二題
  目前宇宙的輻射密度大約是可見物質密度的千分之一，則當紅移約為多少時，宇宙的輻射密度約等於可見物質密度？（5 分）
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• 105年 高考申論題 第二題
  宇宙學中的再游離現象是指什麼？為何會發生再游離？（10 分）
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• 105年 高考申論題 第三題
  如果輻射常數為 a = 7.56 × 10⁻¹⁵ erg cm⁻³K⁻⁴，則現在宇宙的可見物質密度為何？（10 分）
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• 105年 高考申論題 第四題
  如果哈伯常數 H₀=70 km sec⁻¹ Mpc⁻¹，重力常數 G = 6.67 × 10⁻⁸ cm² g⁻¹ s⁻²，則上述可見物質密度占臨界密度的比率約為多少？（1 秒差距(pc) = 3 ×…
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