cosmology

# 宇宙学计算 (astropy.cosmology) `astropy.cosmology` 子包提供了基于各种宇宙学模型进行宇宙学计算的工具。 ## 使用内置宇宙学模型 基于 WMAP 和 Planck 观测的预加载宇宙学模型： python from astropy.cosmology import Planck18, Planck15, Planck13 from astropy.cosmology import WMAP9, WMAP7, WMAP5 from astropy import units as u # 使用 Planck 2018 宇宙学模型 cosmo = Planck18 # 计算 z=4 处的距离 d = cosmo.luminosity_distance(4) print(f"z=4 处的光度距离: {d}") # 宇宙在 z=0 时的年龄 age = cosmo.age(0) print(f"当前宇宙年龄: {age.to(u.Gyr)}") ## 创建自定义宇宙学模型 ### FlatLambdaCDM (最常用) 具有宇宙学常数的平坦宇宙： python from astropy.cosmology import FlatLambdaCDM # 定义宇宙学模型 cosmo = FlatLambdaCDM( H0=70 * u.km / u.s / u.Mpc, # z=0 时的哈勃常数 Om0=0.3, # z=0 时的物质密度参数 Tcmb0=2.725 * u.K # CMB 温度 (可选) ) ### LambdaCDM (非平坦) 具有宇宙学常数的非平坦宇宙： python from astropy.cosmology import LambdaCDM cosmo = LambdaCDM( H0=70 * u.km / u.s / u.Mpc, Om0=0.3, Ode0=0.7 # 暗能量密度参数 ) ### wCDM 和 w0wzCDM 具有状态方程参数的暗能量： python from astropy.cosmology import FlatwCDM, w0wzCDM # 常数 w cosmo_w = FlatwCDM(H0=70 * u.km/u.s/u.Mpc, Om0=0.3, w0=-0.9) # 演化的 w(z) = w0 + wz * z cosmo_wz = w0wzCDM(H0=70 * u.km/u.s/u.Mpc, Om0=0.3, Ode0=0.7, w0=-1.0, wz=0.1) ## 距离计算 ### 共动距离 视线共动距离： python d_c = cosmo.comoving_distance(z) ### 光度距离 用于根据观测通量计算光度的距离： python d_L = cosmo.luminosity_distance(z) # 根据视星等计算绝对星等 M = m - 5*np.log10(d_L.to(u.pc).value) + 5 ### 角直径距离 用于根据角大小计算物理尺寸的距离： python d_A = cosmo.angular_diameter_distance(z) # 根据角大小计算物理尺寸 theta = 10 * u.arcsec # 角大小 physical_size = d_A * theta.to(u.radian).value ### 横向共动距离 横向共动距离（在平坦宇宙中等于共动距离）： python d_M = cosmo.comoving_transverse_distance(z) ### 距离模数 python dm = cosmo.distmod(z)