物理宇宙学-----基础知识.ppt

文档介绍：物理宇宙学-----基础知识
宇宙年龄的测定
宇宙距离的测定
Hubble 常数
宇宙物质的测定
宇宙中的物质组成
宇宙年龄的测定
寻找年老的物体,测量其年龄,以此来估算
宇宙年龄的下限
放射性元素衰变
主序星演化(球状星团)
白矮星冷却(球状星团)
放射性元素衰变

Generic Radiometric Dating

已知原初放射性元素丰度为Porig (Parent isotopes),
当前此元素的丰度为Pnow , 则
这里τ1/2 为元素半衰期,t 为年龄
如果衰变产生出的元素(Daughter isotopes) D
的原初丰度为零,
则
上述方法包含的假设:
D元素的原初丰度为0
没有P元素或D元素逃离或进入样品
如果一个样品不满足上述假设,则用此方法
定出的年龄将不准确
Isochrone Methodology
符号:P parent isotope
D daughter isotope
Di non-radiogenic isotope of D
(不能够在P衰变中产生)
岩石(rocks)或陨石(meteorites)在固化之前,
各处元素的组成是均匀的
在固化过程中,各种元素分开。对于同一种元素,
D/Di 为常数
水平线表示零年龄
随着时间的演化,P元素衰变产生D元素
不同样品P衰变的百分比
是相同的,因此各样品
的组成仍在一条直线上。
直线的斜率随时间增大。
很明显,直线的斜率为

斜率=新增加的(D /Di)/ 剩余的(P/Di)

新产生的D=
剩余的P=
于是:斜率=
Isotopes used for isochrone dating
P D Di half-life (*109 year)
87Rb 87Sr 86Sr
40K 40Ar 36Ar
147Sm 143 Nd 144Nd 109
176Lu 176Hf 177Hf
187Re 187Os 186Os 43
232Th 208Pb 204Pb 14
238U 206Pb 204Pb
地球表面的rocks: t ~ *109 年
太阳系陨石: t ~ *109年
s/isochron-
Metal poor old stars:
(1). neutron-capture processes produce heavy elements;
(2). compare the observed stellar abundance ratio .,
NTh/NEu with theoretical estimates of the initial value
of the ratio at the time of formation of these elements;
(3). with the half-life time of radioactive elements, such as
Thorium, the age of Galaxy can be estimated.