第五讲 暗能量和德西特时空

最近的天文观测表明,宇宙是在加速膨胀,而不是原来认为的减速膨胀.为解释加速膨胀,必须在宇宙的物质能量中引入暗能量这一成分.文章讨论了暗能量的可能侯选者,特别强调了宇宙常数问题、德西特时空问题以及和德西特时空相关的一些基本问题.     

宇宙早期的黑洞和中性氢的重新电离

光速有限使得天文学家可以通过望远镜回望宇宙早期的历史.宇宙早期所发出的光在到达地球之前要走过数十亿年.此间,由于宇宙空间自身的膨胀,上述光的波长将伸展变长（红移）.最近,     

新的暴涨宇宙论

在过去的四年里,针对标准的宇宙大爆炸理论的某些缺点,发展了一个关于宇宙机早期历史的新模型.这个模型叫做新的暴涨宇宙.在宇宙演化的最初10～(-30)秒以后的全部时间内,这一模型与先前已为人们接受的对所观测到的宇宙的描述完全一致.然而它与大爆炸模型对宇宙的这个最初10～(-30)秒时间内的描述却显著不同.根据暴涨模型,宇宙经历了一个短期的、极为迅速的膨胀(或“暴涨”)阶段,在此期间,宇宙直径增大的程度比先前认为的程度的 10～50倍还大.在这个惊人的增长迸发期间,宇宙的所有物质和能量实际上是从无到有地被创造出来的.这一暴涨过程对今…     

在实验台上验证暗能量

一些科学家预言真空空间中的量子起伏可能是推动宇宙加速膨胀的暗能量的来源,并建议利用约瑟夫森结(Josephson junction)来验证这一预言.     

宇宙的灯塔:Ⅰa 型超新星——漫谈2011 年诺贝尔物理学奖

2011 年10 月4 日,瑞典皇家科学院将本年度诺贝尔物理学奖授予三位天体物理学家——索尔·珀尔马特(Saul Perlmutter)、布赖恩·施密特(Brian P.Schmidt)和亚当·里斯(Adam G. Riess),以表彰他们通过观测遥远的超新星(代表了恒星演化到晚期的一种爆炸事件)而发现了宇宙在加速膨胀的这一卓越成果。     

第五讲暗能量和德西特时空

最近的天文观测表明，宇宙是在加速膨胀，而不是原来认为的减速膨胀．为解释加速膨胀，必须在宇宙的物质能量中引入暗能量这一成分，文章讨论了暗能量的可能侯选者，特别强调了宇宙常数问题、德西特时空问题以及和德西特时空相关的一些基本问题．     

哈勃张力的暗能量解

正宇宙膨胀速率的测量值之间的差异问题,可以通过增添一项额外的暗能量方式来解决。由哈勃常数描述的宇宙膨胀的速率,长期以来一直是一个难以确定的量。目前确定哈勃常数的两种策略是有冲突的,而这种张力数据似乎总是在每次发布后变得更糟。一种新的理论表明,解决方案可以通过增加一种额外类型的暗能量实现,这种额外的暗能量在星系出现之前很久,就曾短暂地加速了宇宙膨胀。通过测量目标(通常是超新星)离我们而去的退行速     

粒子物理学与暴胀宇宙学(下)

量子涨落 根据量子场论,空虚的空间并不完全是空的.它充满着所有类型的物理场的量子涨落,这些涨落可视为具有各种可能波长的、沿各个可能方向运动的物理场的波动.如果这些场的值在某一宏观足够大的时间内的平均值为零,那么,充满着这些场的空间对我们来说就是空的,并将它称为真空. 在作指数膨胀的宇宙中,真空的构造要复杂得多.标量场　的所有真空涨落的波长随宇宙的膨胀而作指数增长.当某一涨落的波长变得大于H～(-1)时,由于场　的运动方程中大的摩擦项3H,使这一涨落停止传播,它的振幅被冻结在某一非零值初…)处哈勃常数的倒数近似于宇宙年…     

关于宇宙学常数问题的知识要点和几点思考

大爆炸宇宙学告诉我们,宇宙正在膨胀。如果我们的宇宙主要包含的是基本粒子型物质,那么宇宙将是减速膨胀。但是,对于今天我们观测到的宇宙来说,发现它在最近过去的几十亿年间却在加速膨胀!这预示着,宇宙中的主要能量形态不是基本粒子型物质,而是某种新的能量形态。对这种“新的”能量形态,其实科学家早有察觉和分析。它的最简单的可能性就是宇宙学常数。然而宇宙学常数的物理本质和内容却并不简单。这篇短文,就是主要介绍了宇宙学常数的一些基本知识和我们对它的一些思考。爱因斯坦方程中最自然出现的一项是宇宙学常数(简称cc)项,cc的值任意…     

一个八维Kaluza-Klein宇宙模型

本文讨论了一个八维Kaluza-Klein宇宙模型.它不仅自洽地包含Georgi三族SU(11)大统一模型,而且得到了与观测宇宙一致的物理解.在这一模型中,通常四维的宇宙标度因子记作R₃而额外维度的宇宙标度因子记作R₄,它们的物理性质可分成四个阶段来描述.第一阶段,R₃和R₄都在膨胀;第二阶段,R₃是一个inflation解而R₄是个常数;第三阶段,R₄开始坍缩到它的极小值,而R₃继续单调地增加;第四阶段,R₄稳定在Kaluza-Klein半径R_KK而R₃通常的FRW方式膨胀,这时四维的宇宙常数为零.