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昨天和今天两天一下出来好多篇关于暗能量的文章。
虽然暗能量的状况一如既往,但有文章好过没文章。我随便评点一下这些文章。
在介绍这些文章之前,我向诸位同学隆重推荐:
0. 孙宗扬定律
科大老师孙宗扬在今天报告里提出来了一个观点。他研究了历史上对场论概念的发展贡献最大的三位人物。第一位是欧拉,第二位是法拉第,第三位是爱因斯坦。这三位同学的出生年和去世年分别是:
欧拉:公元1707-1783年
法拉第: 公元1791-1867年
爱因斯坦:公元1879-1955年
看到没有,他们都活了76岁。法拉第出生于欧拉去世后8年,爱因斯坦出生于法拉第去世后12年,基本在10年左右。是否可以说后一个是前一个的转世 灵童?如果历史真的有教训,那么爱因斯坦的转世灵童是谁?应该是出生于60年代的。60年代哪个国家出生率最高?我觉得是中国。60年代在三年“自然”灾 害之后,是中国的出生率高峰时代,没看到现在学校和研究所里都是这些40多岁老家伙们的身影?
很值得期待的是,我出生于60年代。令人沮丧的是,Maldacena同学也出生于60年代。所以,老爱到底转到谁身上很值得我们关注。
当然,如果是爱因斯坦的转世灵童,活到76也够本了。
1. Does the cosmological constant run?
这篇文章的目的是纠正有些文章的错误结论:宇宙学常数依赖于能标,就像其他物理参数如电子的电荷一样。宇宙学常数,如果被看成某个量子场论中的有效势能的极小,应该和重整化能标无关,因为整个势能函数都应该和能标无关。文章内容很简单,我相信结论也是正确的。
这里我说两句个人观点。如果将度规的量子效应包括进来,宇宙学常数当然也不应该依赖于UV截断,或者观测者使用的能标。但是,考虑到量子引力效应, 传统的计算不再合适,我们不能将UV截断变得任意大,同时要考虑到红外的渐近几何,有效量子场论的方法肯定要失效。所以,如果得到一个依赖红外标度的宇宙 学“常数”则一点也不令人惊讶。
2. Dark Energy and the Hubble Constant
Arp同学认为没有什么宇宙加速膨胀。
要理解他的理由,我们要了解一下宇宙加速膨胀的最简单的理由。越是近的物体,我们现在看到的它的形象距离我们这个时间越近。所以,如果远方的物体离 开我们的速度比近处的物体离开我们的速度小,说明宇宙在加速膨胀。如果反之,那么宇宙在减速膨胀。Arp同意超新星的数据表明超新星的时代的Hubble 常数是65km/sec/Mpc,但不同意现在的Hubble常数是72km/sec/Mpc,如果是这样宇宙的现在膨胀速度大于过去的超新星时代的膨胀 速度。他认为,一些数据表明现在的Hubble常数是55km/sec/Mpc左右,所以宇宙在减速膨胀。
为了解释减速膨胀(我想应该是过剩的减速膨胀,因为没有暗能量的宇宙已经是减速的了),他说Hoyle-Narlikar以及他的理论需要过去的粒子质量小于现在的粒子质量,从而过去存在本征红移。他还说,粒子质量变大机制也可以取代暗物质。
这肯定是一家很不流行的观点。
3. Exploring Parameter Constraints on Quintessential Dark Energy: The Exponential Model
我觉得所有文章中这篇最没什么意思。但是,作者们提到了所谓DETF计划(Dark Energy Task Force),使得这篇文章看上去还有一点意思。DETF分析了暗能量的实验,将所有的实验分成四个阶段,第一个阶段刚刚过去,正在进行的实验是第二个阶 段。最后一个阶段是大规模地进行空间和地面实验。
他们在这篇文章中研究了一个特别的quintessence模型,即一个标量场,势能为的模型,这里他们也许以Planck质量为单位。当时,quintessence表现为可以加速膨胀膨胀的暗能量(标度解)。
当太小时,quintessence和宇宙学常数没有区别。所以,不能太小也不能太大(否则不是暗能量)。如果取,那么quintessence在现在这个时候最大限度地表现出和宇宙学常数的不同,未来的实验可以在3排除宇宙学常数(假如暗能量是这个模型的quintessence)。
4. Dark-Energy Dynamics Required to Solve the Cosmic Coincidence
没有仔细看这篇文章,但我相信这篇文章的结论:所有能够拟合数据的动力学暗能量模型都解决了所谓的巧合问题,即为什么暗能量和暗物质在现在这个时候 大约相等。我一直认为暗能量只有一个问题:为什么这么小。如果回答了为什么这么小,巧合问题应该不是什么大问题。这篇文章印证了我的观点。
我们最近在做一点关于全息暗能量的工作,也得到这个印象,没有所谓的巧合问题。所以,我很赞同本文的观点,即所有为了解决巧合问题设计的动力学模型都是脱裤子放屁。重要的是解释暗能量为什么这么小。
5. A Space-time Uncertainty Relation and Its Cosmological Implications
这篇是老朋友陈一新同学写的。利用Margolus-Levitin定理和黑洞的限制,他们得到不等式:
类似的不等式见
毫不奇怪地,他们也讨论了全息暗能量,似乎有了他们自己的模型。我还是坚持一直以来的观点:理论在这个问题上永远是苍白的,实验数据说话。所以,谁的模型对数据拟合得好,且参数少,谁的模型就好些。
如果你们没有听说过Margolus-Levitin定理,我拷贝一下Wikipedia的解释。
The Margolus-Levitin theorem, named for Norman Margolus and Lev B. Levitin, gives a fundamental limit on quantum computation (strictly speaking on all forms on computation). The processing rate cannot be higher than operations per second per joule of energy. Or stating the bound for one micro system:
A quantum system of energy E needs at least a time of to go from one state to an orthogonal state, where joules/hertz is Planck’s constant.
The theorem is also of interest outside of quantum computation, e.g. it relates to the holographic principle.
References
* Norman Margolus, Lev B. Levitin, The maximum speed of dynamical evolution Physica D120 (1998) 188-195
* Seth Lloyd and Y. Jack Ng, “Black Hole Computers,” Scientific American (November, 2004), pp. 53-61.
很怀疑这一条是Jack Ng写的。
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