- 关教授说我是爱因斯坦的忠实信徒,的确是。前几天看到了这个。。。。和当年第一次读老爱一样激动。
愛因斯坦在1916年發表的廣義相對論中,所加入的「宇宙常數」項其實就是物質間的一種斥力。愛因斯坦為了修正原來方程式所導致的變動宇宙,刻意加入了宇宙常數項修正,以產生相斥力量與重力抗衡,建立符合當時大多數人所深信的靜態宇宙。但後來哈伯的觀測確認了宇宙確實在膨脹,宇宙常數的說法便成了令愛因斯坦懊悔不已的錯誤。但現在看來,似乎又不是如此了!愛因斯坦的宇宙常數概念與暗能量竟然不谋而合?
---------------
运用最先进的天文测量技术,日前天文学家通过巡天观测确认了神秘的暗能量的存在。暗能量占据宇宙全部物质的74%,它是宇宙加速膨胀的推手。宇宙的膨胀进程处于两种相克的力量平衡之中,如同阴阳相克。其中的一种力量是引力,它们的作用使膨胀减速,而另一种强大的反制力量则是暗能量,它使宇宙加速膨胀。而现在看来,暗能量胜出了。
这项研究基于科学家们对20万个星系进行的观测。研究人员运用两种不同的手段来对先前的暗物质观测结果进行验证。《英国皇家天文学会月刊公告》已经接受了该小组提交的两篇论文,并将在近期刊载。
此次运用的两种天文测量方法中,一种手段是对宇宙中星系的分布状况进行考察,找出其中的模式。这种模式被称为“重子声学振荡”(baryonacousticoscillations,BAO)。
第二种手段是测量宇宙中不同时期星系团的形成速度差异。这两种方法的结果都证实了宇宙中暗能量的存在以及宇宙的加速膨胀事实。
暗能量的概念最早是上世纪90年代,天文学家们在对遥远的超新星进行观测时首次提出来的。
这是一幅示意图,宇宙处于引力和暗能量的平衡之中,图中用下方的绿色网格线代表引力,而用上方的紫色网格代表暗能量
爱因斯坦是正确的
为了解释宇宙为何会加速膨胀,天文学家和物理学家们面临两种选择:或者重写爱因斯坦的理论,或者去接受这样一种观点,那就是宇宙中充满着一种全新的,我们完全不了解的神秘能量。
克里斯布莱克(ChrisBlake)博士来自澳大利亚墨尔本的斯威本科技大学,也是这一研究的合作者之一。他说:“暗能量起到的作用就像是你向上抛出一个球,然后你发现它加速向上飞去。并且越飞越快。这样的结果告诉我们,暗能量是一个宇宙常数,正如爱因斯坦最初提出的那样。如果只考虑引力,我们不可能观察到这样的现象。”
这些最新的发现结果来自一项名为“WiggleZ”的星系巡天项目,这一项目始于2006年,于今年完成。这一项目使用了美国宇航局星系演化探测器(Galex)和澳大利亚赛丁泉天文台英-澳望远镜的数据。
这一巡天项目对前所未有的广袤空间内的星系分布进行了考察,相当于回溯80亿年的时间,当时的宇宙仅有今天年龄的一半。
宇宙学家鲍勃尼科(BobNicholl)表示:“这是一项重大的进展。这些参与者都是这方面的大家,我们等待他们的结果已经有一段时间了。”
尼科博士本身是英国朴茨茅斯大学的天体物理学教授,他说:“这是对暗能量存在的再次确证,让我们能更好的修正我们的理论并为我们指明未来的道路。接下来很快会有更多的天文学家跟进这项研究工作。”
在我们的宇宙中,暗能量占据了74%,而另一种不反射也不辐射可探测电磁波的神秘物质:暗物质,则占据了22%的份额。我们可以观察到的一切物质:一切气体、固体、液体、恒星、星系、行星,我们所熟悉的一切加在一起只构成宇宙的4%。
然而,尽管科学家们已经确认暗能量和暗物质确实存在,但是至今我们仍然无法对这两种神秘现象进行解释。
- posted on 05/30/2011
Chris Blake, Swinburne University: NASA'S Galaxy Evolution Explorer Finds Dark Energy Repulsive
May 20, 2011
A five-year survey of 200,000 galaxies, stretching back seven billion years in cosmic time, has led to one of the best independent confirmations that dark energy is driving our universe apart at accelerating speeds.
In this artist's conception, dark energy is represented by the purple grid above, and gravity by the green grid below. Gravity emanates from all matter in the universe, but its effects are localized and drop off quickly over large distances. Image credit: NASA/JPL-Caltech
The survey used data from NASA's space-based Galaxy Evolution Explorer and the Anglo-Australian Telescope on Siding Spring Mountain in Australia.
The findings offer new support for the favored theory of how dark energy works – as a constant force, uniformly affecting the universe and propelling its runaway expansion. They contradict an alternate theory, where gravity, not dark energy, is the force pushing space apart. According to this alternate theory, with which the new survey results are not consistent, Albert Einstein's concept of gravity is wrong, and gravity becomes repulsive instead of attractive when acting at great distances.
"The action of dark energy is as if you threw a ball up in the air, and it kept speeding upward into the sky faster and faster," said Chris Blake of the Swinburne University of Technology in Melbourne, Australia. Blake is lead author of two papers describing the results that appeared in recent issues of the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. "The results tell us that dark energy is a cosmological constant, as Einstein proposed. If gravity were the culprit, then we wouldn't be seeing these constant effects of dark energy throughout time."
This diagram illustrates two ways to measure how fast the universe is expanding -- the "standard candle" method, which involves exploded stars in galaxies, and the "standard ruler" method, which involves pairs of galaxies. Image credit: NASA/JPL-Caltech
Dark energy is thought to dominate our universe, making up about 74 percent of it. Dark matter, a slightly less mysterious substance, accounts for 22 percent. So-called normal matter, anything with atoms, or the stuff that makes up living creatures, planets and stars, is only approximately four percent of the cosmos.
The idea of dark energy was proposed during the previous decade, based on studies of distant exploding stars called supernovae. Supernovae emit constant, measurable light, making them so-called "standard candles," which allows calculation of their distance from Earth. Observations revealed dark energy was flinging the objects out at accelerating speeds.
The new survey provides two separate methods for independently checking these results. This is the first time astronomers performed these checks across the whole cosmic timespan dominated by dark energy. Astronomers began by assembling the largest three-dimensional map of galaxies in the distant universe, spotted by the Galaxy Evolution Explorer.
"The Galaxy Evolution Explorer helped identify bright, young galaxies, which are ideal for this type of study," said Christopher Martin, principal investigator for the mission at the California Institute of Technology in Pasadena. "It provided the scaffolding for this enormous 3-D map."
The team acquired detailed information about the light for each galaxy using the Anglo-Australian Telescope and studied the pattern of distance between them. Sound waves from the very early universe left imprints in the patterns of galaxies, causing pairs of galaxies to be separated by approximately 500 million light-years.
Blake and his colleagues used this "standard ruler" to determine the distance from the galaxy pairs to Earth. As with the supernovae studies, this distance data was combined with information about the speeds the pairs are moving away from us, revealing, yet again, the fabric of space is stretching apart faster and faster.
The team also used the galaxy map to study how clusters of galaxies grow over time like cities, eventually containing many thousands of galaxies. The clusters attract new galaxies through gravity, but dark energy tugs the clusters apart. It slows down the process, allowing scientists to measure dark energy's repulsive force.
"Observations by astronomers over the last 15 years have produced one of the most startling discoveries in physical science; the expansion of the universe, triggered by the big bang, is speeding up," said Jon Morse, astrophysics division director at NASA Headquarters in Washington. "Using entirely independent methods, data from the Galaxy Evolution Explorer have helped increase our confidence in the existence of dark energy." - RE: Dark energy is realposted on 05/30/2011
回复 July太好了,解释了我一直相信的东西。
- posted on 05/31/2011
回复 #1 July那谁谁谁早就说了,爱因斯坦25年后就该去钓鱼,而不应该搞物理研究了。。。哈!
----------------
1949年,为纪念爱因斯坦70岁的生日,波尔在《爱因斯坦:哲学家-科学家》论文集中发表了一篇文章,题为《就原子物理学中的认识论问题和爱因斯坦进行 的商榷》。波尔在该文中详细地叙述了他和爱因斯坦争论的全过程。作为回应,爱因斯坦发表了《对批评的回答》。最终的结果中,两人依然各执己见,只是把分歧 暴露的更彻底而已。
要了解波尔的观点(也就是量子力学的哥本哈根学派的解释),首先需要了解波尔互补原理。1927年9月,波尔在科摩召开的国际物理学会议上提出了著名的互 补原理,用来解释量子现象的主要特征——波粒二象性。所谓互补原理是指,量子现象的空间时间坐标和动量守恒定律,既然不能同时在一个实验中表现出来,而只 能在互相排斥的实验条件下表现出来,那么它们也就不可能同时直接地同时的并存,不可能统一在一个图景中,而只能用互相排斥的概念来反映(这就是量子力学中 著名的“测不准原理”)。因此,波和粒子这两个古典概念在描述量子现象时是互相排斥的;但是,这两个概念在描述量子现象时又是不可缺一的,而且它们的总体 已经穷尽了有关微观客体的一切可能的知识,或者说已经提供了量子现象的详尽无遗的描述。就是在这个意义上,波尔认为波和粒子是互补的。
波尔在论述互补原理时,十分强调微观客体和测量仪器之间的“原则上不可控制的相互作用”。他认为,这种“原则上的不可控制作用”是“量子现象的一个不可分 割的部分”,它“在量子现象的描述中所占有的地位特别重要”。正是由于这种“原则上不可控制的相互作用”,使得在不同实验条件下得到的证据,不可能用一个 图景来概括,而必须认为是互补的。波尔认为,在量子力学中,我们必须抛弃因果性和决定论(也就是19世纪所确立起来的自然科学中的“拉普拉斯决定论”), 而代之以互补性,互补性原理应该被认为是因果性观念或决定论力学的一种合理推广。波尔反复强调,由于这种“原则上不可控制的相互作用”,使我们在分析量子 效应时,不可能明确地区分原子客体的独立行动及其与测量仪器间的相互作用,这些测量仪器是用来确定现象发生的条件的。波尔还认为,客体和测量仪器间的不可 避免的相互作用,为谈论不依赖于观察工具的原子客体的行动的可能性,加上了一种绝对限制。
爱因斯坦对波尔的不满和持续的批评,主要针对的就是波尔对量子理论解释的“互补原理”。争论的焦点在于:物理学所遵循的发展规律究竟是传统的因果律和决定 论还是波尔所说的互补性。爱因斯坦依据广义相对论的引力场方程,认为方程的边界条件和各种极限条件,能够合理、完满的解释包括牛顿万有引力定律在内的“光 时间”所确定的宇宙半径内的物理现象,证明因果律和决定论所确立的场微分方程是符合科学发展规律的。但是,量子力学的“测不准原理”无法用因果律和决定论 来解释,也是不争的事实,对此,爱因斯坦在《对批评的回答》中说:“从原则的观点上看,这种理论不能使我满意的东西,便是它对于那在我看来是全部物理学纲 领性目的的态度,这个态度就是:对于任何(单个的)实在状况(它是不依赖于任何观察或证明行动而存在着的)的完备的描述。”爱因斯坦还说:“在这种论证 中,我所不喜欢的东西,是那基本的实证主义态度,这种态度,从我的观点来看,是不能赞同的。我以为,它会变成贝克莱的原则‘存在就是被感知’(esse ets percipi)一样的东西。‘存在’常常被当作某种由我们在精神上构成的东西,也就是说,某种我们自由假设的东西(在逻辑的意义上)。”爱因斯坦认为: “在宏观领域中,人们必须坚持空间和时间中实在的描述这个纲领。”
不难看出,爱因斯坦对波尔的批评,并没有建立在对“测不准原理”进行合理的解释的基础上,而是建立在他所谓的“在宏观领域中,人们必须坚持空间和时间中实 在的描述这个纲领”的基础上。客观地说,波尔的互补原理如果限制在量子理论的范围内,并没有背弃爱因斯坦所说的“纲领”,因为互补原理所强调的是:波和粒 子不可能同时在一个实验中存在,因此不可能由一个单一的图景来反映,只有通过两个实验的互补才能反映量子现象的完整实在。应该说,波尔对量子理论的这个解 释,所依据的是经过实验证明的“测不准原理”;爱因斯坦在没有对“测不准原理”进行任何理论解释的情况下,就批评波尔,显然是不够公正的。
其次,波尔所强调的微观客体和测量仪器之间的“原则上不可控制的相互作用”,真象爱因斯坦认为的那样“变成贝克莱的原则‘存在就是被感知’(esse ets percipi)一样的东西”吗?量子的存在,如果按照爱因斯坦所坚持的因果论和决定论那样,是无法在一个图景中加以描述的,那么量子的存在,到底是空间 时间坐标的形式还是动量守恒定律的形式呢?到底什么形式符合爱因斯坦所执意认定的“纲领”?
测量仪器所反映的微观客体状态,就是微观客体的真实存状态吗?测量仪器的精密程度对测量者的判断难道真的没有任何影响吗?如果真是这样,爱因斯坦该怎么解 释普通天文望远镜和射电天文望远镜所观测的宇宙为什么会存在差异?到底哪种形式的观测符合他的十分主观的“纲领”呢?如果爱因斯坦的主观意志就是物理学应 该遵循的纲领的话,那他才真正属于自己所说的“变成贝克莱的原则‘存在就是被感知’(esse ets percipi)一样的东西”。爱因斯坦不会不知道,微观客体和测量仪器之间的关系,比射电天文望远镜与天体之间的关系更加复杂,在某种程度上讲确实是 “原则上不可控制的相互作用”;当今所能做的也只能是:尽可能地提高观测仪器的精密程度,使观测和仪器之间的“不可控制作用”尽可能减小,但只要人对客体 的观测是间接的而不是直接的,那么“不可控制作用”就会存在,不可能百分之百地消除。
爱因斯坦所坚持的其实是科学上的“拉普拉斯决定论”,这和他的广义相对论的理论有着一致性。但在进入到“统一场论”时,他也终于发现:不可能有一种能够包 容一切物理现象的“大一统”的物理理论,他在完成广义相对论后,在理论上就没有什么建树了。而他所否定的概率论,在科学的诸多部门却越来越重要,1948 年控制论(完全以概率统计为基础)的诞生,可以说从根本上改变了科学研究的纲领。爱因斯坦的“纲领”在20世纪的科学发展中,被证明是错的。 - Re: Dark energy is realposted on 05/31/2011
Please paste HTML code and press Enter.
(c) 2010 Maya Chilam Foundation