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木蟲 (正式寫手)

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專業(yè): 宇宙學(xué)

[交流] 【交流】暗能量和真空能

新牛頓宇宙第六章暗能量
6.6 暗能量和真空能
Saul Perlmutter在文獻(xiàn)69中把宇宙學(xué)常數(shù)，真空能和暗能量都給聯(lián)系在一起。Saul Perlmutte這樣做的前提是宇宙在加速膨脹。我在‘宇宙加速膨脹？’中已經(jīng)指出：所謂‘宇宙加速膨脹’，實(shí)際上是Saul Perlmutter對觀測數(shù)據(jù)做了錯(cuò)誤解讀的結(jié)果，并不是我們所處的宇宙真的在‘加速膨脹’，即使哈勃定律可以解釋為是宇宙膨脹的結(jié)果。如果我的這個(gè)推論沒有錯(cuò)誤的話，則Saul Perlmutter在文獻(xiàn)69中把宇宙學(xué)常數(shù)，真空能和暗能量都給聯(lián)系在一起的做法就沒有物理基礎(chǔ)。我認(rèn)為這是為什么暗能量現(xiàn)在之所以成為理論物理學(xué)家頭上烏云的根本原因。
為了給Saul Perlmutter引進(jìn)的‘暗能量’一個(gè)合理的解釋，有的理論物理學(xué)家根據(jù)微觀粒子物理中正負(fù)粒子對可以湮滅產(chǎn)生光子，光子對撞可以產(chǎn)生正負(fù)粒子對這個(gè)現(xiàn)象，提出了‘宇宙真空’是有能量的說法，暗能量可能就是這種‘宇宙真空能’。目前對‘暗能量’和‘宇宙真空能’就有各種各樣的理解和解釋。下面我舉幾個(gè)例子。
1．中國科學(xué)院理論物理研究所李淼研究員在他的博客文章‘天空和實(shí)驗(yàn)室中的暗能量’中就寫道：‘暗能量對宇宙加速有兩個(gè)貢獻(xiàn)。首先是能量的貢獻(xiàn)，這部分產(chǎn)生引力也就是減速度，但是，暗能量的壓力部分產(chǎn)生斥力，當(dāng)這個(gè)斥力的絕對大小超過引力時(shí)，宇宙就被加速了。所以，任何一個(gè)暗能量模型都要滿足這個(gè)要求：壓力是負(fù)的，且壓力產(chǎn)生的斥力大于能量產(chǎn)生的引力’。
2．北京大學(xué)俞允強(qiáng)教授在他的‘熱大爆炸宇宙學(xué)’一書第九章‘宇宙常數(shù)與真空能’的提要中，對這個(gè)問題是這樣描述的：‘宇宙常數(shù)是愛因斯坦出于一個(gè)錯(cuò)誤的動(dòng)機(jī)而引入的，他后來傾向于取消它。但是量子場論的發(fā)展表明，若真空有能量，宇宙常數(shù)是不能取消的�，F(xiàn)今令人困惑的是，實(shí)測已知宇宙常數(shù)很小，而理論估算出的值卻比它大幾十個(gè)量級(jí)，兩者完全不能協(xié)調(diào)。這有可能暗示了人們的真空概念有根本性的錯(cuò)誤。如若如此，這將是物理學(xué)發(fā)展的契機(jī)’。
3．北京師范大學(xué)天文系何香濤教授2003年4月22日在中央電視臺(tái)百家講壇欄目作了題目為《宇宙是從大爆炸中誕生的嗎》的演講，演講中也提到了有關(guān)真空能問題。不過何香濤教授是從‘穩(wěn)恒態(tài)學(xué)說’問題談起。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上查到的文字（網(wǎng)絡(luò)上的文字大概是其他人根據(jù)視頻材料整理出來的，不太通順準(zhǔn)確。視頻中還有許多話被省略）。文字原文如下：（穩(wěn)恒態(tài)學(xué)說）它有兩層含義，我們以前介紹的時(shí)候，往往講的不是很清楚。哪兩層含義呢？就說我們這個(gè)物質(zhì)，目前宇宙的物理狀態(tài)是比較穩(wěn)定的，不會(huì)有大的起伏，不會(huì)有破壞性的，是一個(gè)穩(wěn)恒的狀態(tài)。第二層含義，這個(gè)宇宙不管怎么演化，從最初到現(xiàn)在到將來，它的物理規(guī)律都是一致的，就是說宇宙的最初演化到現(xiàn)在，這個(gè)物理規(guī)律應(yīng)該是保持不變的。他說我們現(xiàn)在的宇宙模型不錯(cuò)，是在膨脹的，原來的宇宙呢？也是這個(gè)樣子，只不過比現(xiàn)在小了一點(diǎn)。那么小了一點(diǎn)的話，里邊的物質(zhì)怎么樣呢？他就說也少了一點(diǎn)，那過去那個(gè)物理狀態(tài)怎么樣？就比現(xiàn)在的密集？所以過去要小的話，里邊的物質(zhì)也少，現(xiàn)在比較大了，物質(zhì)就增加了。如果我這個(gè)宇宙在膨脹，那物質(zhì)就增加。人家就問了你這個(gè)物質(zhì)怎么來的？他說很簡單，怎么個(gè)簡單法呢？這個(gè)宇宙一邊膨脹，物質(zhì)就一邊產(chǎn)生，隨著宇宙的膨脹，我這物質(zhì)就不斷地在那兒產(chǎn)生。這個(gè)理論過去說起來呀，那是大逆不道，我們說我們有種看法認(rèn)為物質(zhì)是不生不滅等等，那你物質(zhì)無中生有，那不是大逆不道是什么？現(xiàn)在看來也不無道理，既然真空中都可以產(chǎn)生物質(zhì)，那就一邊膨脹，就一邊有物質(zhì)產(chǎn)生。這就是霍伊爾的宇宙觀的基本思想。那么他這個(gè)理論曾經(jīng)遭到過一些非議，但是，支持的人也大有人在。有很多觀測想支持他這個(gè)理論，他本人也很聰明，想了很多辦法去解釋。
由此可見，如果把暗能量概念和真空能聯(lián)系起來，納入標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型，這樣做就會(huì)把原來被標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型認(rèn)為是大逆不道的‘穩(wěn)恒態(tài)學(xué)說’和標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型自己本身等同起來。主張標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型的宇宙學(xué)家在邏輯上也就沒有理由對‘穩(wěn)恒態(tài)學(xué)說’’指手畫腳，認(rèn)為穩(wěn)恒態(tài)宇宙學(xué)‘早在70年代就因?yàn)榇罅坑^測事實(shí)而被絕大部分不抱成見的天文學(xué)家所擯棄’，……‘他們自己的理論連一些最起碼的東西都解釋不通’。
4．按照北京大學(xué)網(wǎng)站vega.bac.pku.edu.cn/astro/course/cosmology/stcosmos.ppt中的說法，暗能量和真空是不能等同處理的，它們各自服從不一樣的物態(tài)方程。

參考文獻(xiàn)
69 Saul Perlmutter, lpih.conf..，1999， 715P
74 李淼天空和實(shí)驗(yàn)室中的暗能量
地址：http://limiao.net/1372
75 何香濤宇宙是從大爆炸中誕生的嗎？
文字地址：http://www.cctv.com/lm/131/61/85891.html
視頻地址：http://www.tudou.com/programs/view/q-CuSOGmUWo/
76 北京大學(xué)物理學(xué)院天文系標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型（ppt）地址：
http://vega.bac.pku.edu.cn/astro/course/cosmology/cosmos10/ stcosmos_2010.ppt
(新牛頓宇宙第六章暗能量 6.6 暗能量和真空能)

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