文档介绍：物理宇宙学物理宇宙学----- ----- 基础知识基础知识?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 P orig( Parent isotopes), 当前此元素的丰度为 P now , 则这里τ 1/2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, )( 2/12 ? t orig nowPP ?? now now origDPP??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???????? now now P D t1 log 22/1? Isochrone Methodology 符号: P parent isotope D daughter isotope D i 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 iDD/ iDP/ 在固化过程中,各种元素分开。对于同一种元素, D/D i为常数水平线表示零年龄 iDD/iDP/ 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。 iDD/iDP/ iDD/? iDP/?很明显,直线的斜率为斜率=新增加的( D / D i )/ 剩余的(P/ D i) 新产生的 D= 剩余的 P= 于是:斜率= ]21[ 2/1/?t orig P ?? 2/1/2 ?t orig P ?2/1 2/1/ /2 ]21[ ??t t??? Isotopes used for isochrone dating P D D i half-life ( *10 9 year) 87 Rb 87 Sr 86 Sr 40 K 40 Ar 36 Ar 147 Sm 143 Nd 144 Nd 109 176 Lu 176 Hf 177 Hf 187 Re 187 Os 186 Os 43 232 Th 208 Pb 204 Pb 14 238 U 206 Pb 204 Pb 地球表面的 rocks: t ~ *10 9年太阳系陨石: t ~ *10 9年 s/isochron- Metal poor old stars: (1). neutron-capture processes produce heavy elements; (2). compare the observed stellar abundance ratio ., N Th /N Eu 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.