宇宙学和理论物理中基本问题.ppt
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1、宇宙学和理论物理中的 基本问题,李 淼中国科学院理论物理研究所,2006年全国博士生学术论坛,科学院研究生院,宇宙学从一开始注定和理论物理联系在一起,我们可以列举下面的一些例子:爱因斯坦的广义相对论和宇宙学的开端。核物理和宇宙学中轻元素合成。宇宙学对中微子代数的限制。暴涨宇宙论和量子场论的关系,我们今天要讨论的问题都是理论物理中没有解决的问题:1)暗能量2)暗物质3)物质的起源(重子不对称的起源)4)真空的选择,宇宙中的暗组分,最近观测宇宙学资料,宇宙中暗能量占总能量的74,暗物质占22,物质仅占4。,1)暗能量暗能量的发现:1998年,两个研究Ia型超新星小组宣布发现暗能量,暗能量被认为是宇
2、宙膨胀加速的原因。Ia型超新星就像路灯,它们看起来比过去的“标准宇宙学”预言的要更加远离我们:,暗能量的存在也得到其他宇宙学观测实验的支持:,微波背景辐射的功率谱星系团的功率谱弱引力透镜效应实验室的直接测量?,暗能量的性质?1)宇宙学常数(真空能)2)标量场的能量(quitessence,phantom,)3)爱因斯坦广义相对论在大尺度上的修改4)密度不均匀性的结果5),暗能量理论上的两个基本问题1)暗能量为什么这么小,因为真空零点能的贡献和场论的截断有关,最通常的估计是2)暗能量为什么不为零,而且和暗物质密度差不多(宇宙学巧合问题)。上百个机制被提了出来,但没有一个得到公认。暗能量问题基本上
3、是一个量子引力的问题。,目前存在的模型大致可以分为以下五类:(1)超对称/超引力,超弦理论。(2)人择原理(anthropic principle)。(3)调节机制。(4)改变爱因斯坦引力理论。(5)量子宇宙学。最近出现第六类理论,就是所谓的全息暗能量理论。,最后,我想说,t Hooft2004年在北京说的话也许是有先见之明的,就是,我们拥有的是100 wrong theories about dark energy.我们研究暗能量正如盲人摸象,2)暗物质1933年,Zwicky就提出了暗物质的概念。1968年,Silk(Silk damping,密度涨落消失)1974年起,更多的观测证据,证
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