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人生若只如初见

已有 3351 次阅读 2007-8-3 14:52 |个人分类:宇宙学

前面我曾给出安意如的链接,用了“人生若只如初见”。纳兰词:

人生若只如初见,何事秋风悲画扇?等闲变却故人心,却道故人心易变。
骊山语罢清宵半,夜雨霖铃终不怨。何如薄幸锦衣儿,比翼连枝当日愿。

说的是班姬和杨妃的事。人生的初见总是美好的,至少留在记忆中是最为美好的一面,班姬如果能够对成帝如初见的时候,那么成帝也许不会终于不理她。如果要求成帝比“薄幸锦衣儿”更专情是不可能的,然而在赵飞燕和合德之外依然与班姬比翼连枝还是有可能的。从这一点来说,李夫人对刘彻同学的做法就高明得多。

闲话少说,回到正题。最近,NASA发布新闻

NASA’s Hubble Finds Evidence for Dark Energy in the Young Universe

说找到暗能量在90亿年前就存在的证据,并且声称,可以排除一些暗能量演化理论。

财经杂志的科学编辑王以超让我评价一下这个发现,我现在大略说一下。

我找不到专业文章,所以不清楚什么样的理论被排除了。90亿年前,对应的红移大约是,自然,如果暗能量的状态方程指数远偏离,肯定是不行的。我觉得所谓的phantom一类模型的前景不好,因为在这类模型中,暗能量密度越来越大,那么在红移的时候,暗能量可能很小。

爱因斯坦的宇宙学常数看来还是最好的候选人,这是“人生若只如初见”的好处。

NASA的新闻发布还说,暗能量大约在60亿或50亿年前就开始主导宇宙了。我粗略地估计了一下,如果暗能量在60亿年前开始主导,那么状态方程的指数大约是,如果是50亿年前开始主导,有是phantom的可能,但这可能与可以观测到90亿年前暗能量的事实有矛盾。那些喜欢phantom或者quintom模型的人,真是喜欢等闲变却故人心啊。

Tony Zee在这次台北的会议上说,如果我们要求每个作者在引入一个标量场的同时缴纳1千美金,估计就没有这么多人随手构造quintessence模型了。

新闻说,这些结果是基于过去两年新发现的24颗最远的IA型超新星的基础上的。

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刚写完上文不久,WMAP告诉我,专业文章已经出来了,正是今天:

astro-ph/0611572

HST新发现了21颗IA超新星,其中13颗红移大于1,加上过去的,总计23颗红移大于1。超新星数据本身将Hubble常数的精度提高到20%;在宇宙加速之前,暗能量存在的置信度有98%,的中心值是或者是,依赖于有没有prior。

王以超先生的问题和我的回答:

1,您本人对于NASA的这一发现有何评论?

答:昨天(星期一),专业文章已出现在专业的arXiv上。

从这篇文章来看,新的23颗Ia型超新星加上过去的超新星的数据,说明暗能量在90亿年前的性质和今天的性质差不多,也就是说,暗能量从那时开始到现在一直是一种引起排斥力的能量。在90亿年前,暗能量的密度比物质密度要小,直到大约50-60亿年前,暗能量开始变得和物质的密度一样大了。由于这个研究工作中的数据分析方法比过去的更加可靠(如用王云和Tegmark)的方法,结论是比较可信的。

2,我记得您个人提到过,关于暗能量的理论模型很多,随着新的观测结果,是不是很多模型可以逐步被排除掉?

答:的确,一些简单的暗能量模型被排除了,例如在一些所谓的精质模型中,暗能量在物质主导的时候不引起斥力,某些性质接近物质,如状态方程。这类模型基本上被排除了。不过,新结果在中间阶段(即在90亿年和现在之间,红移大约是0.70的时候)并不很可靠,这需要介于高红移和低红移之间的更多的超新星,好在不久就会有60个这样的超新星被发表。

可喜的是,我们中国研究宇宙学特别是暗能量的同行已经对暗能量的研究作出贡献,例如高能物理所的张新民等人提出的quintom(精灵)模型,我本人提出的全息暗能量模型,目前还没有被新的观测数据排除。

3,了解暗能量的性质,对于整个物理学研究的意义何在?

答:暗能量的存在说明我们对物理的一些基础问题十分不了解,例如真空和引力的关系,粒子物理和量子引力的关系。暗能量的精确测量无疑会加快我们解决这些问题。

4,现在HUBBLE给科学家提供了巨大的帮助,您对下一代观测仪器可能带来的突破,有何期待?

答:下一代的实验正在计划中,如SNAP,用于专门观测超新星的卫星,我对前景非常乐观。其他类型的实验,如微波背景辐射的实验(以欧洲的PLANCK为代表),也会增加我们对暗能量性质的了解。

5,虽然说DE的研究,在国际上来看起步也超过8年了。但印象中,国内从事这个领域研究的人并不多,在您看来,主要是哪些原因。再次致谢。

答:我前面说过,中国人已经对暗能量的研究作出贡献,在国际上有一定的影响。最近几年研究宇宙学的年轻人越来越多,相信还会有更多的人加入研究宇宙学和暗能量的队伍。自然,就数量而言,中国不论在人数和发表文章方面还落后于美国,特别是实验方面。相关研究部门和基金部门已经很重视暗能量和暗物质的研究。我们的落后当然是历史原因造成的,希望有关部门能够更加重视中国在实验研究方面的投入。



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