高能天理學：天理學的一個分支學科。主要任務是研究天上發生的各種高能現象和高能過程。它涉及的面很廣，既包括有高能粒子（或高能子）參與的各種天文現象和理過程，也包括有大量能量的產生和釋放的天文現象和理過程。最早，高能天理學主要限於宇宙線的探測和研究，真正作為一門學科是20世紀60年代後才建立起來的。60年代以後，各種新的探測手段應用到天文研究中，一大批新天、新天象的發現，使高能天理學得到了迅速發展。高能天理學的研究件包括類星和活星系核、脈衝星、超新星發、黑理論、X線源、γ線源、宇宙線、各種中微子過程和高能粒子過程等等。
研究領域綜述：以下所列的是宇宙學研究的一些最活躍的領域，大致按時間順序排列。這個單子不包括大炸宇宙學。它可以參見宇宙時間表。
極早期宇宙：雖然大炸理論看起來可以解釋從10~33秒鐘開始的早期熱宇宙，它卻面臨著許多困難。其中之一是現今的粒子理理論不能為宇宙的平坦、均勻型和各向齊（參閱宇宙學原理）提供一個令人滿意的答案。另外，大統一模型預言了宇宙中有磁單極，它們也沒有被觀察到。宇宙暴漲解決了這些問題。它的理模型雖然很簡單，但是卻沒有被粒子理所證實，其主要困難在於如何調和它和量子場論的矛盾。一些宇宙學家認為弦理論和宇宙學能為解決宇宙學原理提供另一方案。
宇宙學的另一主要問題是解釋為什麼粒子要多於反粒子。X線觀測表明宇宙並不是由質和反質的區域組的。它的主要組是質。這個問題稱為重子不對稱，解釋這種現象的理論被稱為重子產生。重子產生理論是由薩哈羅夫於1967年提出的，它的必要條件中包括質和反質間的電荷——宇稱對稱的破缺。粒子加速只觀測到很小的電荷——宇稱對稱破壞，不能解釋宇宙的重子不對稱。宇宙學家和粒子理學家希能發現電荷——宇稱破壞的其它來源。
重子產生和宇宙暴漲都與粒子理有切的聯絡。這些問題的解決答案可能會產生於高能理論和實驗而不是於天文觀察中。
大炸核合過程：大炸核合是關於元素在早期宇宙形的理論。當宇宙演化到大約三分鐘時，它已經足夠冷卻，這時核聚變及核合過程就終止了。因為大炸核合過程持續的時間極為短暫，從氫離子（質子）出發，它的主要合品是輕元素如氘、氦-4和鋰。其它元素則極為微量。（重元素主要是由星如超新星中的核反應而形的。）雖然在1948年伽莫夫、阿爾菲和赫爾曼就已經提出了這個理論的基本觀點，由於在此理論中輕元素的丰度與早期宇宙的理質關係切，它仍然是檢驗大炸時期理理論的極靈敏的探針。比如，它可以用來檢驗等效原理、暗質和中微子理。
宇宙微波背景輻：宇宙微波背景輻是指退偶過程（即大炸所產生的輻停止與帶電離子的湯普生散及原子第一次形這一過程）所殘餘的輻。這種輻是由彭齊亞斯和威爾遜在1965年發現的。它有2.7K黑輻譜，只在十萬分之一偏離各向同。宇宙學家們可以用描寫早期宇宙細微起伏演化的宇宙學微擾理論來確地計算輻的角度功率譜。最近的衛星（COBE和WP）和地面及氣球（DASI，CBI和Boorang）實驗也測量了此功率譜。這些工作的目的是為了更確地測量Λ-冷暗質模型的引數，同時也為了檢驗大炸模型和新理模型的預言。例如，最近WP的測量就為中微子的質量提供了限制。
更新的實驗的目的則是測量微波背景譜的極化。它將為微擾理論提供更多的證據，也將為宇宙暴漲和所謂的次級非各向同（如由背景輻和星系和星系團相互作用引起的散亞耶夫-澤爾多維奇效應和薩克斯-沃爾夫效應）提供資訊。
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