太初核合成观测测试和状态
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发布时间：4小时前
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时间：4小时前
太初核合成的理论对于轻元素如氘、氦（He-3和He-4）、锂（Li-7）的生成有着详尽的数学描述，并提供了精确的定量预测。这些预测指的是这些元素混合物的原始丰度。为了验证这些理论的准确性，必须尽可能精确地重建原始丰度，这通常通过观测很少发生恒星核合成的天体（矮星系）或观察非常遥远的天体（类星体）来实现，以了解宇宙在非常早期发展时的状态。
如前所述，在太初核合成的标准图形中，所有轻元素的丰度取决于所有可观察到的普通物质（重子）与辐射（光子）的比率。由于宇宙是均值的，重子对光子的比率只有一个数值。这意味着，在太初核合成理论与观测之间，需要问的问题是：所有对轻元素的观测是否能解释重子对光子的唯一比率？或者更准确地说，考虑到预测和观测之间的最佳精确值，所有观测到的重子对光子的比率是否在某一范围内？
最近，问题得到了改变：威尔金森微波各向异性探测器对宇宙微波背景辐射的精确观测，提供了一个的重子对光子比率数值。利用这个数值，太初核合成预测的轻元素丰度与观测数据是否相符？
目前，这个问题已经得到了肯定的回答。对于氦（He-4），一致性非常好；对于（He-3）和氘（对丰度的测量），改进明显；对于锂（Li-7），观测和预测的量级相同，但存在两倍的差异。然而，对于锂丰度的假设是否需要重新考虑，不如首先检查我们在恒星物理和太初核合成理论上的哪些缺陷更多。在这个层次上取得一致的协议或保证，才能在现代宇宙论上取得令人感动与深思的成功：太初核合成将现代的宇宙（大约140亿岁的老）向前回溯至大约一秒钟年龄的状态，且结果与观测数据一致。
