[打听] 李老师宇宙学理论的新进展

   偶然看到李惕碚院士 2021-02-16 的《爱因斯坦弯曲时空陷阱与周培源—彭桓武时空观》

https://www.bilibili.com/video/BV1if4y1z7JC/?t=14  

   打听一下李惕碚院士宇宙学理论的新进展，特别是天文观测或实验验证方面的新进展。

李惕碚院士在神舟十二号载人飞船酒泉卫星发射中心

http://home.china.com.cn/images/2023-02/24/c391b47e-0c82-4f79-a52d-31d18462a584.png

http://home.china.com.cn/txt/2023-02/24/content_42271007.htm

下面是《中国大百科全书》第三版网络版里的一些相关内容

https://www.zgbk.com/

（1）相对论的天体测量检验/astrometric test of relativity/黄天衣

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=107747&Type=bkzyb&SubID=150497

   1916年爱因斯坦提出广义相对论的时候，理论的实验基础并不坚实。相对论解释了水星近日点每世纪43角秒的“异常”进动，但太阳的扁率也可能导致进动，而当时不能确定太阳扁率的数值。

   广义相对论并不是当今存在的唯一引力理论。一方面是因为实验和观测还不能对理论做出最后的选择，也来自物理理论本身发展的需求。暗物质和暗能量的理论解释，量子引力理论的发展，都使得物理学家认为广义相对论不是最后的引力理论。高精度天体测量是检验引力理论的主要手段。

（2）水星近日点进动问题/problem of the advance of Mercury’s perihelion/童傅

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=72442&Type=bkzyb&SubID=87321

   但是，这里仍存在两个问题：首先，根据牛顿定律，水星近日点应有每世纪 Δω_N = 5557.62 角秒的进动，其中的 90％ 是由坐标系的岁差引起，其余的部分是由其他行星，特别是金星、地球和木星的摄动引起的；而实际观测值为 Δω_N = 5600.73 角秒，二者相减得每世纪 43.11 角秒。因此，岁差常数的任何微小变动，如有万分之一的变动，都会直接影响到对广义相对论的验证，而这种变化是完全可能的。其次，影响水星近日点进动的因素很多，任何一个微小的因素，如太阳的扁率，对它都有直接影响。因此，这个问题尚需继续研究。

（3）其他相对论性引力理论/other relativistic gravitational theories/

刘玉孝

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=59564&Type=bkzyb&SubID=62061

   爱因斯坦广义相对论已经通过了许多观测和实验检验，是一个非常成功的引力理论。但引力的不可重正化、时空奇点、暗物质（星系的旋转曲线与预期不一致）和暗能量（当前宇宙的加速膨胀）等问题仍然是爱因斯坦广义相对论所面临的挑战。

   除了广义相对论之外，还有许多其他引力理论。为了检验不同的引力理论，人们建立了参数化后牛顿方法（简称为PPN方法），即在后牛顿近似中引入10个参数。不同的引力理论给出不同的参数值，由观测或实验测定这些参数，则可判定哪种理论与观测结果相符

（4）修改的引力理论/modified gravitationed theory；alternative gravitationed theory/蔡一夫

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=179829&Type=bkzyb&SubID=87497

   超出爱因斯坦广义相对论的描述引力现象的一类物理模型。又称另类引力理论（alternative gravitationed theory）。

   目前推动研究修改的引力理论的动机主要来自现象学的发展，特别是一系列天文及宇宙学实验所揭示的违反过去认知的引力现象。其中，代表性的理论有以基于刻画时空曲率的里奇标量所提出的F(R)理论和引入时空挠率而构建的F(T)理论等。

   修改的引力理论亦可在不引入暗能量的情况下来解释当前的宇宙加速膨胀。

一个对照条目：

（5）库仑定律/Coulomb's law/陈熙谋

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=31176&Type=bkzyb&SubID=61925

   设电力大小与距离的关系可写成 f ∝ r^-2±δ，δ称为偏离平方反比律的修正数。库仑当初的扭秤实验是直接测量，精度只有 δ < 4×10^-2。电力平方反比定律的精确验证有赖于对带电导体空腔内表面电荷的测量。根据库仑定律导出的高斯定理可得出，当导体空腔内部没有电荷时空腔内表面电荷为零，反过来测量了空腔内表面电荷的多少，可推论修正数δ的上限。H.卡文迪什在1772年（库仑之前）就曾用这种间接测量的方法得出 δ < 2×10^-2 。1872年 J.C.麦克斯韦用稍许不同的实验方法把精度提高到 δ < 5×10^-5 ，以后实验精度不断提高。1971年E.R.威廉姆斯等实验精度达 δ < 2.7×10^-16。电力平方反比定律已成为物理学中最精确的实验定律之一。

   人们关心电力平方反比定律的精度是由于如果 δ ≠ 0，则高斯定理不成立，静电场的性质就会有所不同。其次，电磁场理论的麦克斯韦方程组是在一些电磁学实验定律的基础上建立起来的，这些实验定律的精度和适用范围都难以言明，而在一定条件下，由库仑定律和洛伦兹变换可导出麦克斯韦方程组，这不仅表明电磁现象的内在联系和统一性，而且也在一定程度上确定了麦克斯韦方程组的精度和适用范围。再次，δ是否严格为零还与光子的静止质量是否严格为零密切相关，如果光子静止质量不为零，哪怕非常小，将导致电荷不守恒，出现真空色散，破坏光速不变等一系列原则性问题。因此，电力平方反比律的精确验证实验还将长盛不衰地做下去。

等你求解！上海交大携手《科学》杂志向全球发布125个科学问题

https://www.sciencemag.org/collections/125-questions-exploration-and-discovery

https://news.sjtu.edu.cn/mtjj/20210412/145693.html

   15. Is Einstein's general theory of relativity correct?

   15. 爱因斯坦的广义相对论是正确的吗？

参考资料：

[1] 2022-12-23，李惕碚/Li Tibei/尹晓冬，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=215293&Type=bkzyb&SubID=146658

   80年代初，建立了银河γ射线的统计模型，首次给出银河宇宙线产生高能γ射线的定量估计，并指出2CG星表中的宇宙γ射线点源约有一半是不真实的，经过多年争论后，这一模型的正确性被观测证实。建立了寻找超高能天体的计算公式，被国际学术界称为李-马准则，已成为宇宙线和高能天体物理数据分析的一个标准方法。

[2] 2023-11-21，李惕碚/Li Ti-Pei/李惕碚，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=508736&Type=bkzyb&SubID=217671

[3] 新华网，2017-06-19 13:17:19，人物│李惕碚:科学路上的“少数派”

http://www.xinhuanet.com/politics/2017-06/19/c_1121169308.htm

   李惕碚说:“从WMAP和Planck的数据,我们还得到了一个更重要的结果:微波背景温度分布的四极矩在误差范围内为零,它表明极早期宇宙几乎不存在温度和密度涨落。这不但与建立在广义相对论基础上的大爆炸宇宙学不相容,也完全违背了量子场论对于真空涨落的预期。”

   这一次,李惕碚要挑战的是以爱因斯坦、霍金为代表人物的宇宙学标准模型。在这个深入人心的主流模型中,宇宙诞生于一次大爆炸,将在不断地加速膨胀中最终走向大撕裂。“爱因斯坦在提出广义相对论的时候,只知道有物质,不知道有暗能量,整个宇宙只有相互吸引的力,没有相互排斥的力,所以他创造的广义相对论的引力理论适用于黑洞这样的天体系统,却不能用于描述宇宙。”

[4] 中国科学院，2017-06-19，李惕碚：科学路上的“少数派”

https://www.cas.cn/xzfc/201909/t20190925_4716840.shtml

[5] 科学网，2017-06-19，“慧眼”背后的李惕碚院士：科学路上“少数派”

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/6/379795.shtm

   李惕碚说:“从WMAP和Planck的数据,我们还得到了一个更重要的结果:微波背景温度分布的四极矩在误差范围内为零,它表明极早期宇宙几乎不存在温度和密度涨落。这不但与建立在广义相对论基础上的大爆炸宇宙学不相容,也完全违背了量子场论对于真空涨落的预期。”

   这一次,李惕碚要挑战的是以爱因斯坦、霍金为代表人物的宇宙学标准模型。在这个深入人心的主流模型中,宇宙诞生于一次大爆炸,将在不断地加速膨胀中最终走向大撕裂。“爱因斯坦在提出广义相对论的时候,只知道有物质,不知道有暗能量,整个宇宙只有相互吸引的力,没有相互排斥的力,所以他创造的广义相对论的引力理论适用于黑洞这样的天体系统,却不能用于描述宇宙。”

[6] 中国网，2023-02-24，这颗小行星 以重庆一中校友李惕碚院士命名

http://home.china.com.cn/txt/2023-02/24/content_42271007.htm

   国际天文学联合会小天体命名委员会批准，中科院国家天文台施密特CCD小行星项目组1999年2月5日发现的小行星1999 CZ₃（国际永久编号第 96612号）被正式命名为“李惕碚星”，编号“96612”的后三位数字“612”代表李惕碚的出生日期6月12日。2023年2月17日，“李惕碚星”命名仪式在清华大学举行。

[7] 李惕碚院士，爱因斯坦弯曲时空陷阱与周培源—彭桓武时空观

2021-02-16 12:59:20

https://www.bilibili.com/video/BV1if4y1z7JC/?t=14

相关链接：

[1] 2022-07-12，[小资料] 爱因斯坦广义相对论并不是当今存在的唯一引力理论

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1346962.html

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