宇宙中亮度密度的演化：关于非零宇宙常数的意义

我们表明，银河亮度密度随红移变化的演化为宇宙几何提供了强大的检验。通过合理的星系演化模型进行人口合成，能够再现不同形态星系在局部的颜色，我们计算了银河亮度密度随红移 z 的变化。将结果与加拿大-法国红移测量（Canada-France Redshift Survey）在 2800 Å、4400 Å 和 1 微米三个波段（z < 1）的最新测量结果进行比较，表明以 λ₀ ≈ 0.8 的 Λ 主导平坦宇宙模型最受青睐，若 Ω₀ + λ₀ = 1，则 λ₀ 的下限分别为 0.37（99% 置信区间）或 0.53（95% 置信区间）。以 (Ω₀, λ₀) = (1, 0) 的爱因斯坦-德沃尔宇宙以及 (0.2, 0) 的低密度开放宇宙则分别被排除在 99.86% 和 98.6% 的置信度之外。除非标准的星系演化假设被严格违反，否则上述置信度适用。我们还计算了宇宙中全局星系形成率，以便与超 z ~ 2 处观测到的形成率进行比较。我们发现，从这一比较看来，螺旋星系是通过物质吸积在数十亿年的一段时间内形成的，而椭圆星系则是在 z >~ 5 时通过初始星系爆发形成，足够提供足够的金属和致电子的光子注入到星际介质中。