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专业: 宇宙学

[交流] 【交流】暗能量和真空能

新牛顿宇宙第六章暗能量
6.6 暗能量和真空能
Saul Perlmutter在文献69中把宇宙学常数，真空能和暗能量都给联系在一起。Saul Perlmutte这样做的前提是宇宙在加速膨胀。我在‘宇宙加速膨胀？’中已经指出：所谓‘宇宙加速膨胀’，实际上是Saul Perlmutter对观测数据做了错误解读的结果，并不是我们所处的宇宙真的在‘加速膨胀’，即使哈勃定律可以解释为是宇宙膨胀的结果。如果我的这个推论没有错误的话，则Saul Perlmutter在文献69中把宇宙学常数，真空能和暗能量都给联系在一起的做法就没有物理基础。我认为这是为什么暗能量现在之所以成为理论物理学家头上乌云的根本原因。
为了给Saul Perlmutter引进的‘暗能量’一个合理的解释，有的理论物理学家根据微观粒子物理中正负粒子对可以湮灭产生光子，光子对撞可以产生正负粒子对这个现象，提出了‘宇宙真空’是有能量的说法，暗能量可能就是这种‘宇宙真空能’。目前对‘暗能量’和‘宇宙真空能’就有各种各样的理解和解释。下面我举几个例子。
1．中国科学院理论物理研究所李淼研究员在他的博客文章‘天空和实验室中的暗能量’中就写道：‘暗能量对宇宙加速有两个贡献。首先是能量的贡献，这部分产生引力也就是减速度，但是，暗能量的压力部分产生斥力，当这个斥力的绝对大小超过引力时，宇宙就被加速了。所以，任何一个暗能量模型都要满足这个要求：压力是负的，且压力产生的斥力大于能量产生的引力’。
2．北京大学俞允强教授在他的‘热大爆炸宇宙学’一书第九章‘宇宙常数与真空能’的提要中，对这个问题是这样描述的：‘宇宙常数是爱因斯坦出于一个错误的动机而引入的，他后来倾向于取消它。但是量子场论的发展表明，若真空有能量，宇宙常数是不能取消的。现今令人困惑的是，实测已知宇宙常数很小，而理论估算出的值却比它大几十个量级，两者完全不能协调。这有可能暗示了人们的真空概念有根本性的错误。如若如此，这将是物理学发展的契机’。
3．北京师范大学天文系何香涛教授2003年4月22日在中央电视台百家讲坛栏目作了题目为《宇宙是从大爆炸中诞生的吗》的演讲，演讲中也提到了有关真空能问题。不过何香涛教授是从‘稳恒态学说’问题谈起。根据网络上查到的文字（网络上的文字大概是其他人根据视频材料整理出来的，不太通顺准确。视频中还有许多话被省略）。文字原文如下：（稳恒态学说）它有两层含义，我们以前介绍的时候，往往讲的不是很清楚。哪两层含义呢？就说我们这个物质，目前宇宙的物理状态是比较稳定的，不会有大的起伏，不会有破坏性的，是一个稳恒的状态。第二层含义，这个宇宙不管怎么演化，从最初到现在到将来，它的物理规律都是一致的，就是说宇宙的最初演化到现在，这个物理规律应该是保持不变的。他说我们现在的宇宙模型不错，是在膨胀的，原来的宇宙呢？也是这个样子，只不过比现在小了一点。那么小了一点的话，里边的物质怎么样呢？他就说也少了一点，那过去那个物理状态怎么样？就比现在的密集？所以过去要小的话，里边的物质也少，现在比较大了，物质就增加了。如果我这个宇宙在膨胀，那物质就增加。人家就问了你这个物质怎么来的？他说很简单，怎么个简单法呢？这个宇宙一边膨胀，物质就一边产生，随着宇宙的膨胀，我这物质就不断地在那儿产生。这个理论过去说起来呀，那是大逆不道，我们说我们有种看法认为物质是不生不灭等等，那你物质无中生有，那不是大逆不道是什么？现在看来也不无道理，既然真空中都可以产生物质，那就一边膨胀，就一边有物质产生。这就是霍伊尔的宇宙观的基本思想。那么他这个理论曾经遭到过一些非议，但是，支持的人也大有人在。有很多观测想支持他这个理论，他本人也很聪明，想了很多办法去解释。
由此可见，如果把暗能量概念和真空能联系起来，纳入标准宇宙学模型，这样做就会把原来被标准宇宙学模型认为是大逆不道的‘稳恒态学说’和标准宇宙学模型自己本身等同起来。主张标准宇宙学模型的宇宙学家在逻辑上也就没有理由对‘稳恒态学说’’指手画脚，认为稳恒态宇宙学‘早在70年代就因为大量观测事实而被绝大部分不抱成见的天文学家所摈弃’，……‘他们自己的理论连一些最起码的东西都解释不通’。
4．按照北京大学网站vega.bac.pku.edu.cn/astro/course/cosmology/stcosmos.ppt中的说法，暗能量和真空是不能等同处理的，它们各自服从不一样的物态方程。

参考文献
69 Saul Perlmutter, lpih.conf..，1999， 715P
74 李淼天空和实验室中的暗能量
地址：http://limiao.net/1372
75 何香涛宇宙是从大爆炸中诞生的吗？
文字地址：http://www.cctv.com/lm/131/61/85891.html
视频地址：http://www.tudou.com/programs/view/q-CuSOGmUWo/
76 北京大学物理学院天文系标准宇宙学模型（ppt）地址：
http://vega.bac.pku.edu.cn/astro/course/cosmology/cosmos10/ stcosmos_2010.ppt
(新牛顿宇宙第六章暗能量 6.6 暗能量和真空能)

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