超弦與宇宙學(xué)-資料下載頁(yè)
2024-10-19 20:55本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】經(jīng)過(guò)20世紀(jì)60年代的輝煌之后，宇宙學(xué)研。分鐘之前發(fā)生了什么。上世紀(jì)60年代是現(xiàn)代宇宙學(xué)的第一個(gè)黃金時(shí)代，使得我們擁有了所謂的標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型.超弦理論內(nèi)部的邏輯發(fā)展。大多數(shù)理論發(fā)展模式不同，是倒著發(fā)展的。力透鏡效應(yīng)），水星近日點(diǎn)進(jìn)動(dòng)，等等。我們用以下示意圖歸納超弦理論的發(fā)展。與構(gòu)造性原理可能相關(guān)的兩個(gè)原理。全息原理的引進(jìn)是基于黑洞的量子物理。給定一個(gè)空間區(qū)域，能夠?qū)崿F(xiàn)最大熵的系統(tǒng)是黑洞。為其視界面積所限制?！痶Hooft和Susskind進(jìn)一步提。以用其邊界上的一個(gè)量子理論描述。一些發(fā)展表明，局域動(dòng)力學(xué)與矩陣有非常密切的關(guān)系，遺憾的是，弦論目前的數(shù)學(xué)表。述不能明顯地表達(dá)時(shí)空測(cè)不準(zhǔn)關(guān)系。真空具有一定的超對(duì)稱。的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明它們大多數(shù)是穩(wěn)定的真空。將這些真空的集合統(tǒng)稱為stringlandscape?？捶ㄓ泻艽蠓制?。有效場(chǎng)論得出的結(jié)論未必完全可信。Landscape得出任何結(jié)論為時(shí)尚早。將零點(diǎn)能設(shè)為零而不影響任何其它物理。是唯一的，或者是離散的。
【正文】 1. Craps等人，國(guó)內(nèi)包括作者在內(nèi)的一些人建議一 大類有著類光奇點(diǎn)的時(shí)空可以用類似 Matrix Theory 的理論來(lái)描述。 2. Silverstein等人建議，在大爆炸的類空奇點(diǎn)附近 有 tachyon凝聚發(fā)生，從而時(shí)空本身不復(fù)存在。這很 可能與 Matrix Theory的描述有關(guān)聯(lián)，在后者的理論 框架下，奇點(diǎn)附近應(yīng)該由時(shí)空之外的一些 nonabelian 自由度來(lái)描述。 ? 作為實(shí)驗(yàn)科學(xué)的超弦理論以及宇宙學(xué) 歐洲核子中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī) (LHC)將在 2020年建 成， LHC的主要科學(xué)目標(biāo)是發(fā)現(xiàn) Higgs粒子，完成對(duì) 標(biāo)準(zhǔn)粒子模型的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。其實(shí)， LHC最可能作出的 新發(fā)現(xiàn)將超出標(biāo)準(zhǔn)模型。在各種新發(fā)現(xiàn)中，有以下幾 種可能與超弦理論有關(guān)。 ? 發(fā)現(xiàn)超對(duì)稱粒子從而發(fā)現(xiàn)超對(duì)稱。 ? 發(fā)現(xiàn) large extra dimension。 ? 發(fā)現(xiàn)新的比 Planck scale低得多的量子引力能標(biāo)。 4. 發(fā)現(xiàn)弦論預(yù)言的 Regge現(xiàn)象。 5. 發(fā)現(xiàn)微觀黑洞，直接觀測(cè)到量子引力效應(yīng)。 毫無(wú)疑問，除了第一種可能，其它的可能的實(shí)現(xiàn)的幾 率并不很大。 這樣，今后的十年，也許宇宙學(xué)觀測(cè)將給弦論帶來(lái)最 早的實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證（或者證偽）。 我們前面已經(jīng)提到，研究早期宇宙是弦論迫切的任務(wù)。 下面我們將與弦論相關(guān)的宇宙學(xué)問題分為早期宇宙學(xué) 問題以及“近期”宇宙學(xué)問題。 ? 早期宇宙學(xué)問題 1. 在弦論中， inflation階段是必然的嗎？存在 不存在取代 inflation的 scenario? 如果不存在， 如何自然地導(dǎo)出慢滾 inflation 模型？如果存在 其它可能，它的預(yù)言與 inflation有什么不同？ 2. 經(jīng)過(guò) inflation之后， superPlanck標(biāo)度的量子引力 效應(yīng)和弦論效應(yīng)有沒有可能保留下來(lái)？如果可能，什 么樣的宇宙學(xué)觀測(cè)可以探測(cè)到這些效應(yīng)？ 3. 弦論中 能夠解釋目前宇宙中的物質(zhì)熵和“暗熵”嗎？ 什么樣的粒子將形成暗物質(zhì)？ 4. 弦論或者全息原理。 …… ? “近期”宇宙學(xué)問題 1. 弦論宇宙學(xué)能夠預(yù)言什么樣的宇宙弦？它們?cè)诳? 能量密度中的比重？ 2. 宇宙弦的具體觀測(cè)效應(yīng)，如引力波輻射，引力透 鏡。 3. 暗能量的起源？暗能量的狀態(tài)方程？由暗能量主 導(dǎo)的宇宙未來(lái)？ 4. Extra dimension 對(duì)宇宙學(xué)的近期演化會(huì)不會(huì)發(fā)生 影響？與此相關(guān)的問題是，物理學(xué)常數(shù)如精細(xì)結(jié)構(gòu) 常數(shù)會(huì)不會(huì)隨著時(shí)間改變？ …… 以上所有問題在未來(lái) 10年都可能與宇宙學(xué)觀測(cè)發(fā)生 直接關(guān)系。 結(jié)論 ? 超弦理論的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)期，在這個(gè)時(shí)期發(fā)展不僅是內(nèi)部邏輯的發(fā)展，更要借助于粒子物理的實(shí)驗(yàn)和宇宙學(xué)觀測(cè)。 ? 宇宙學(xué)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)黃金時(shí)代，暗能量的發(fā)現(xiàn)，早期宇宙如 inflation的觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，將帶動(dòng)我們建立一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型，我們?cè)诮窈蟮臄?shù)十年中有可能看到一些最深刻的問題得到解答，如宇宙的起源問題，時(shí)空的維度問題。
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