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1、全息暗能量,李淼 中国科学院理论物理研究所,粒子物理标准模型 关于强、弱、电磁相互作用的量子规范场论,宇宙学标准模型 热大爆炸宇宙学,上世纪60年代是现代宇宙学的第一个黄金时代，微波背景辐射的发现以及大爆炸宇宙学的建立，使得我们拥有了所谓的标准宇宙学模型.,Copyright: 刘川,进入上世纪90年代，随着COBE、supernovae Ia 等观测发现CMB不均匀性以及暗能量，我们开始 进入第二个黄金时代，正在建立一个新的标准宇 宙学模型？,超弦理论还是其它 统一理论？,LCDM模型还是 其它模型？,Copyright: 李淼,在新的标准宇宙模型中，最为重要的一环是， 暗能量的性质是什么？
2、 以下是几个流行的可能： 1. 宇宙学常数。表面上看来， 这是最可能的，但 理论上理解是最困难的。 2. Quintessence。唯象上的角度看这是很自然 的选择，存在微调问题；也存在常数为什么为 零的问题。 3. Phantom。 问题更大，但有一些数据分析上面的 证据。,全息原理是任何一个量子引力理论必须遵从的 基本原理，其来源是关于黑洞的量子性质的研 究：,在特别的情形，超弦理论中已经有全息原理的 严格表述。,UV/IR 对偶,UV/IR对偶则是全息原理的一个直观体现：,Cohen 等人在 指出，局域量子场论的成立要求引力效应可以 被忽略，特别是，黑洞的形成应该被避免，这 就要求场论中
3、的能量有一个上限。对于场论中 的零点能，就有 这里L是整个物理系统的大小，在宇宙学上就 是某个视界。,如果零点能由紫外截断 决定，我们就有 所谓的紫外红外关系： 这样，我们推测，当全息原理被满足时，暗 能量密度是,这个暗能量公式能够给出与实验值相近的估计，如果我们将L与Hubble视界等同起来、可惜的是。直到去年年初，这个理论上极为有趣的模型被许多人忽视了。 去年三月份，S. Hsu指出。如果L是Hubble常数的倒数，Cohen等人的暗能量模型满足的状态方程与非相对论性物质一样。,很容易理解Hsu的结论，在全息暗能量的公式 中，用 ，我们得到 这就说明暗能量的行为和非相对论性物质一样， 不会
4、使得宇宙加速膨胀。,我随后指出，宇宙学中除了Hubble视界外，还 存在另外两种视界，一种是粒子视界，其定义 是： 还有一种是事件视界，定义是：,Miao Li, hep-th/0403127 , Phys. Lett. B603 (2004 ) 1,粒子视界同样也不能解决问题，因为，在最 简单的没有物质存在的情形，Friedmann方程 简化为 通过粒子视界的定义，我们得到 这说明,如果我们用事件视界半径代入暗能量公式， 就会得到 这个公式的好处是，我们可以拟合任何现在 的w的观测值。当然，因为只有一个参数c， 拟合暗能量的历史就是一件不平庸的事。,在很多情况下，带有全息暗能量的引力方程 有
5、严格解。例如，当只有暗能量和非相对论 论性物质时， 这里一撇是对lna的微商。我们不难证明,全息暗能量对cosmic coincidence问题也有一 个有趣的解释。 我们知道，如果暗能量与暗物质的比例在今 天大致相等，那么在早期必须远远小于物质 密度，而在暴涨结束时，暗能量与辐射能量 密度之比大致是 如果在暴涨开始的时候，暗能量与inflaton 能量大致相等，结束时我们可以得到以上这 个小量，如果 ！,全息暗能量模型很快为黄庆国和龚云贵用Ia 超新星的数据来限制，他们的结果是 Q. G. Huang and Y. G. Gong, astro-ph/0403590, JCAP 0408 (
6、2004) 006.,其他相关工作： Low multipole of CMB 谱与全息暗能量的关系红外截断与最大允许波长： K. Enqvist, S. Hannestad and M. S. Sloth, astro-ph/0409275 , JCAP 0502 (2005) 004. J. Y. Shen, B. Wang., E. Abadalla and R. K. Su, Phys. Lett. B609 (2005) 200. 全息原理和全息暗能量的关系，这方面有许多文章，如： Ke Ke and Miao Li, hep-th/0407056, Phys. Lett. B606
7、 (2005 )173. Y. G. Gong and Y. Z. Zhang, hep-th/0505175 . Y. S. Myung, hep-th/0412224, Phys. Lett. B610 (2005) 18.,弯曲空间中的全息暗能量： Qing Guo Huang and Miao Li, astro-ph/0404229, JCAP 0408 (2004) 013. Y. G. Gong, B. Wang and Y. Z. Zhang, hep-th/0412218. 超新星数据对全息暗能量的限制： Xin Zhang, astro-ph/0504586. Xin Zh
8、ang and Feng-Quan Wu, astro-ph/0506310. CMB 谱对全息暗能量的限制： H. C. Kao, W. L. Lee and F. L. Lin, astro-ph/0501487, Phys. Rev. D71 (2005) 123518.,当然，还有我和黄庆国对人择原理的分析。 以及其他人利用暗能量暗物质相互作用避免 事件视界的选择。 所有和观测数据相关的分析似乎都倾向于要求c1，也就是一个phantom暗能量。 这是一个很有趣的结果，因为phantom最近在解释宇宙学巧合问题中变得很时髦。,但是，phantom即幻影也许就像它的名字一样， 本身就是数据不足带来的假相。,最后，我想说，t Hooft去年在北京说的话也许是有先见之明的，就是，我们拥有的是100 wrong theories about dark energy.我们研究暗能量正如盲人摸象,