祝贺王一同学/暗能量八讲(2)

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王一同学是我和陈斌老师的研究生,因研究工作做得非常出色,明年提前毕业。他刚得到McGill University的博士后的offer,祝贺他!

在全球金融危机的背景下,理论物理所目前已有三位同学获得在弦论和宇宙学领域的欧美博士后位置,很难得。

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接着我们谈一点暗能量。我的第二讲是人择原理,其实,再写人择原理有点多余,因为我过去在这里谈了很多,例如:人择原理(1)人择原理(2)人择原理(3)人择原理(4)。请感兴趣的同学先看三年前写的这几篇,然后接着看。

这里要补充的是人择原理在弦论中的发展。

如果我们用人择原理解释为什么宇宙学常数这么小,我们需要将宇宙学常数变成非常数的动力学决定的量,这样,宇宙可以在这些不同宇宙学常数之间变来变去,使得宇宙被分割成很多区域,每个区域中的宇宙学常数不同。智慧生物只能出现在那些允许星系和太阳系出现的区域,在这样区域,宇宙学常数不能太大。

重提人择原理开始于Bousso和Polchinski的文章。这篇文章指出,假如有很多不同种类的两维膜,那么这些膜在宇宙中可以自动生成,生成之后的球状膜可以改变膜内的宇宙学常数,并且这种改变之间的间距可以变得很小。

为什么膜的生成可以改变宇宙学常数?很简单。想像一个两维时空,其中一维是时间,一维是空间。在这个一维空间中,如果有电场,那么正负电子对可以自动生成。在正负电子生成之后,两个电荷之间的电场变小了,从而能量变小了。现在,加两个空间维度,正负电子对就变成了一个球面状的膜(两个点是0维球面),膜之内的能量密度可能变大,也可能变小。具体计算表明,变大的可能性要大一些。这样,如果我们从负真空能出发,就可以逐渐得到正的真空能。

这个图像其实以前Brown和Teitelboim已经有了。Bousso和Polchinski的贡献是,如果存在多种不同的膜,那么真空能之间的间隔可以变得很小,但每个跳跃的间隔却很大。另外,Bousso-Polchinski方案也解决了所谓空宇宙问题:如果间隔和跳跃都很小,那么每次跳跃的时间就很长,使得宇宙在前一个状态中的膨胀时间太长,宇宙变得很空很冷。Bousso-Polchinski建议有一个可能的问题,每次真空能的跳跃比较大,量子引力的效应不能忽略。

在Bousso和Polchinski之后,著名的KKLT工作使得弦景观变得很流行,因为KKLT的建议既可以破缺超对称也可以将所有的标量场固定,同时还避免了Bousso-Polchinski建议中可能的高能标问题。

KKLT的建议中到底有多少种亚稳态真空?至少有10^{500}。最近有迹象表明,亚稳态真空的数目可能没有上限,例如有谣言说Witten最近构造了很多亚稳态真空。如果事实如此,那么用人择原理和弦景观来解释标准模型中的物理学常数和宇宙学参数几乎没有可能了。

前段时间Princeton开了一个会,详细情况见The Landscape at Princeton。《Discover》有一个故事:Science’s Alternative to an Intelligent Creator: the Multiverse Theory

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关于 李淼

中国科学院理论物理研究所研究员
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祝贺王一同学/暗能量八讲(2)》有 75 条评论

  1. ymytm 说:

    袖袖
    细节不清楚,并不等于原理不知.如果病毒会象人一样倒奇怪了.如果你坚持你的观点我也没办法.我并不想说服任何人.大分子的功能知道了.小分子就超自然了吗?谁也没否认复杂生命体内部是相互作用(次级电磁力而已)的系统.

  2. 李淼 说:

    袖袖:

    谢谢!

    祝你新年好,明年一切顺利。

  3. 饭特稀 说:

    李老师,新年好,

    很希望能很快见到您和王关于暗能量的Review文章出来

    我想问一下现在有没有把暗能量与暴涨联系起来的文章,我印象里面好像听说过这种理论,认为暗能量乘以宇宙体积大约是一个常数(就象一个欧拉数一样),所以及早期宇宙很小的时候暗能量很大驱动暴涨,而且这种说法好像数量级上计算还是蛮符合的,您对这种想法有什么看法?

  4. 李淼 说:

    饭特稀:

    你也新年好。

    这篇文章肯定要花很长时间,因为我们想尽量多些。

    暗能量乘体积是一个常数,那得看用什么体积了。如果用共动体积,就不是暗能量了。

  5. 我来抢一个2009年的沙发,呵呵。祝大家新年好!

  6. 李淼 说:

    Philharmoniker:

    真的被你抢去了。

  7. 祝李老师:happy 牛 year!

  8. Hui 说:

    祝贺王一师弟拿到offer!也祝贺大家新年好!

  9. 李淼 说:

    大家新年好!

  10. 袖袖 说:

    李老师,
    您的邮箱是不是mli@itp.ac.cn?

  11. 李淼 说:

    袖袖:

    是。

  12. whitehead 说:

    李老师,新年好,Happy 2009!牛年大发,发paper的发哟

    说到人择原理,我到倾向于万物有灵,事实上,每一个物体都有心,至少有质心,而质心是会运动的,既然心会动,自然暗合宇宙万物也有灵了耶,:-)
    如果宇宙有心,那么它的心或许就是大爆炸奇点,宇宙也应该是会思考的哟,而人就是宇宙万物的灵魂,人类的思考可能就是宇宙之灵于人类的对话。
    呵呵,有点胡说八道了,纯粹一搞笑,
    ^Q^

    祝贺王一兄!

  13. 李淼 说:

    whitehead:

    谢谢。大家都发,而且发的都是牛文。

  14. 猪肉王子 说:

    潜水很长时间了,今天冒出来跟李老师道声新年快乐!

  15. bt 说:

    李老师新年快乐,多喜临门啦。

  16. 王一 说:

    谢谢大家,新年快乐!

  17. 李淼 说:

    猪肉王子:

    谢谢。

    bt:

    也祝你多喜临门。

  18. 对称性 说:

    你能想象一个具有时间平移对称性,空间平移对称性,空间旋转对称性,镜象反射对称性,洛仑兹变换对称性,规范变换对称性的宇宙竟然没有超对称性吗,另外,假如存在一个创造宇宙的什么的话,那么那个什么一定是按照一定的规律来的,而具有可以有的最多的对称性,一定是宇宙的最基本的定律.暗能量的存在表示还有我们不知道的对称性

  19. 李淼 说:

    ymytm:

    谢谢!也祝你新年好。

    你这个花体有意思。

  20. 多云转晴 说:

    是否存在类似于“自然厌恶裸奇点”的“自然不许智慧发现终极理论”的法则呢?
    如果是的话,是否“裸奇点”就是终极理论的藏身之处呢?

  21. 李淼 说:

    多云转晴:

    为什么自然不许智慧发现终极理论呢?是因为终极理论太深奥了?那么你这个猜测“自然不许智慧发现终极理论”更加深奥,自然也不许证明你这个猜测 :-)

    它的藏身之处也是奇点,可能不是裸的 :-)

  22. 多云转晴 说:

    那自然也不许证明“不许证明我的猜测”的猜测喽! 嘻嘻…..

  23. 袖袖 说:

    关于证实与证伪的问题还是有点犯晕。

  24. dirac 说:

    KKLT的建议中到底有多少种亚稳态真空?至少有。最近有迹象表明,亚稳态真空的数目可能没有上限,例如有谣言说Witten最近构造了很多亚稳态真空。如果事实如此,那么用人择原理和弦景观来解释标准模型中的物理学常数和宇宙学参数几乎没有可能了。
    没看懂,请问为什么几乎没有可能了?

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