五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】宇宙学的终结 -- 苏萸

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家园 好一个必须存在

那爱因斯坦引入宇宙学常数时,也可以说这个常数必须存在,否则他的宇宙闭合模型就没法很好的解释,但后来他又为什么称之为最大的错误呢(CCTV10 上周播出的宇宙大爆炸四集记录片中说的)。

这个暗物质之所以存在,是为了更好说解释今天的大爆炸学说罢了。将来若是证伪了,也不会是宇宙学的终结,只是大爆炸理论的终结,对宇宙学这门学科而言,认知只会更进一步。

当然,永远有这样的可能,根本就没有暗物质,那我们的主流宇宙学可以重写。

既然你也认为存在这可能,还把宇宙学的终结说的言之凿凿,这不能算严谨的态度吧?

家园 你真的理解你提到的那堆方程吗?

没有方程可以告诉你宇宙的密度因子随宇宙膨胀不变。

Friedman方程不是用来描述密度变化的。

相反,只有和宇宙中组分的物态方程联立才能得到关于宇宙的解释。现在基本的做法是把宇宙中的物质作为理想流体来考虑,用一个无量纲数w来描述,表示该物质的压强和能量密度的比率。

宇宙的膨胀是用一个称为尺度因子的量来表示的,一般写成a。它随时间变大(宇宙在膨胀)。

由宇宙学框架下的物态方程,我们可以得到密度和尺度因子的3(1+w)方成反比。

对于通常的重子物质和冷暗物质,w=0,其密度随宇宙膨胀而减小。

对于由宇宙常数表达的暗能量(所谓的真空能),w=-1。密度根本就不随时间变化。

另外,现在暗能量是否就是真空能还有很多争议。宇宙学是一个很年轻的学科,它基本上是建立在广义相对论的大框架下,但是细节还远远的不够,很多地方都是为了计算的简便而使用了简化,比如宇宙常数是否真的为常数(显然它不随时间变化比随时间变化简单,取为0就更简单,不过被实验结果枪毙了)。不要把仅仅属于假说的东西作为定论宣扬,它们只是我们对宇宙的一种解读而已,而且是否正确还需要更多的实验事实进行检验。

家园 你在重复我的话啊

“对于由宇宙常数表达的暗能量(所谓的真空能),w=-1。密度根本就不随时间变化。”

pho_lamda 不变,但omega_lamda在变大啊。

家园 呵呵 科学的意思不是面面俱到

我说的当然是目前大多数天文学家认可的东西,它当然不需要永远不会变。

谈论千亿年后的事情,不是假设人类不会进步,历史不会发展,只是在目前展望未来而已。

否则,我们也许连明天都不能提。这世界变化快嘛。

家园 不要曲解我的原意

先区分两个量,能量密度pho和密度因子omega,后者是前者与临界密度的比值。

我说的是真空能的(能量)密度不随时间变化。你说宇宙的密度因子不变。

宇宙的总能量密度等于普通物质密度加暗物质密度加暗能量(真空能只是暗能量的一种可能)密度。临界密度和目前的哈勃常数的平方成正比。

那么问题出来了,对于密度因子来说,分母的临界密度随时间改变,分子的几个组成部分随时间的变化规律根本就不一样,你凭什么来保证密度因子随宇宙膨胀不变?

现在根本没人知道暗能量的本质是什么,真空能只是一个最简单的解释,即使这样,它是否随时间演化也是不确定的。

Friedman方程中有很多参数需要实验上的测定,而且有些东西不是短期的观测能够做到的,比如真空能是否随时间演化,更复杂一点,万有引力常数是否随时间演化,这些问题在几百年内都不会有答案。你前面所说的只是一种能够符合目前的实验数据的最简单的参数得到的结果,而且不幸的是,你还理解错了。

如果你还坚持认为你说的是对的,把公式写出来。不要动不动就说“我有公式支持”。这个东西不拿出来,谁知道是不是在忽悠。


本帖一共被 1 帖 引用 (帖内工具实现)
家园 我慢慢说服你

我仔细看了我的帖子和回复,觉得没有任何需要修改的地方。而你的“以其昏昏,使人昭昭”回复里有很多不确的表述。

还请指出我哪里有曲解的地方?哪里有对实验理解错的地方?

也许我应该强调的是,本帖假设了宇宙学常数真的一直是常数,或者变化很小。

我们在做研究的时候,也只是寻找一种可能,从来不敢说就是绝对真理,不会再变,别人的都错吧?

附上公式:

\dot{a}=H_0\sqrt{\Omega_{M,0}a^{-1}+\Omega_{\Lambda,0} a^2}

家园 没有假设人类不会进步啊

只是在现有的知识水平展望未来。可能在后来的人看来很幼稚可笑,不过现在我们就理解这么多。

当然会有人有别的理解,我不需要全列举出来吧?

家园 那接着讨论

所以在可预见的将来,也许几千亿年之后/QUOTE]

[QUOTE]只是在现有的知识水平展望未来

既然是以现有知识展望,展望明天、后天,甚至十年、二十年,可以说是展望。若是展望到了几千亿年后,我觉得这未必算得上“可预见的将来”。

人说真理多走一步就是谬误,楼主却拿着个相对真理多走这么多步,我觉得只会走向神玄怪异,而不会走向真理。

写篇科普,分享心得,而已。

当然会有人有别的理解,我不需要全列举出来吧?

科普就是科普,心得是心得。科普我认为需要列举出不同的理解吧?心得全是一己之得,一家之言,那别人当然也没什么好说的。

甚至快到远远超过光速。

假设我们现在的可见宇宙中有1万亿个星系。远处的它们离开得这么快,光再也来不及传到我们这,也就是说,它们永远的从我们的宇宙中消失了。

我说的当然是目前大多数天文学家认可的东西,它当然不需要永远不会变。

既然是大多数天文学家认可的东西,那关于宏观物体超光速的问题,大多数是怎么看的呢?

家园 楼主的意思是,膨胀快过光速,橘子变成石榴

其实还可以进一步推演,既然有"近处引力超过膨胀"的,随膨胀无限度持续,近处也要变远处,最终黑洞也胀到不黑了,楼主的那个"一个星系"就更不着边际了.

还有个非常奇怪的感想.楼主连质子衰变都考虑了,干吗还要顾及星系?主序星的诞生仅仅在这100多亿年来已经有明显减少的趋势了,1000亿年后似乎星系内天体会普遍停止氢聚变,都该由褐矮星和黑洞构成了,还有什么"光正传来"之类的梦话可说?

家园 难得科普文章写得这么有诗意的

楼主很有意思啊,常人为花开花落沧海桑田感慨,而阁下却在为宇宙的终结而惋惜.都是在埋怨时间走得快,而境界却是这么的不同啊,高下立现

楼主好象解答了我的一个疑问:既然宇宙中这么多恒星,为什么天空的背景却是暗的呢? 原来是因为宇宙膨胀得太快,光根本就来不及跑到地球啊,那么我们看到的星星们在宇宙中占据的空间,可能比我们想象的还要小啊.

膨胀的宇宙边缘,那些天体是在以超越光速离开么?爱因斯坦的相对论在哪里还有效吗?

想不通了,花一个先

家园 花!有时候想想,生命真是悲哀。

生命对于宇宙来是实在是太渺小了,活着一点意思都没有。

家园 呵呵 这篇回的很中肯

这篇小文不可能介绍整个行业的各个方向吧?你要说它不是科普我也没有办法,幸好我没标明是科普:)

在我回revive的帖子里提到,我文中只是一笔带过而没有反复强调,我假设了宇宙学常数真的是常数或者随时间变化很小。那么我描述的宇宙前景就不是我的一己之得,而是必然结果。

家园 呵呵这可不是我的初衷

人生苦短没错,但是人类作为一个整体所积累的知识居然不是越来越接近真理,而是有可能完全属于历史,这才是我最感叹的地方。

家园 在此一并回安倚天同样的问题

只要不是信息超光速就不会违反相对论。

所以1.某天体(看起来)相对我们超光速离开,2.时空超光速膨胀,都已经在很多地方遇到了。

夜空是暗的,那是因为可见宇宙是有限的,不需要其超光速膨胀。

家园 这个好像没有讲清楚。

天空的背景是暗的是因为大爆炸的光不是可见光,是微波。发现宇宙微波背景辐射的两个工程师可是拿了炸药奖的。爱因斯坦的相对论不是描述空间扩张的。广义相对论只讲到时空扭曲。大概要个超广义相对论来描述大爆炸。由于在这个宇宙,大爆炸只发生过一次,要找证据恐怕很麻烦。

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