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比克爾文翻譯

羅傑·潘洛斯從1986年起主張,暴脹自身必須要有極為特殊的初始條件,所以它其實不能解決初始條件問題:「人們認為,早期宇宙的均勻性是熱化過程所引致的,而這從根本上就是一種謬誤。假如熱化真的能做得了甚麼,那它就意味著熵的提拔。是以,宇宙在熱化前比熱化後加倍特別。」換言之,初始前提的「微調」問題不單沒有解決,乃至還加倍嚴重。

暴脹理論就旨在解決這一問題。理論假定,宇宙的所有區域都來自統一個初期階段,這一階段具有很高的真空能量,也就是宇宙常數。在具有宇宙常數的宇宙中,視界其實不向外擴張,而是保持不動,任何觀測者離視界的距離都是溝通的。這時候,空間指數膨脹,使兩個十分接近的觀測者極迅速地遠離對方;其速度之快,使二者馬上超出了對方的可觀測規模。

與迴圈量子重力的關係

以今朝科學界未證實同一場理論的環境來講,很難做出更深入的究以構成完美的理論,因此,此學說受到不小的非議。從宇宙暗潮的降生之日起,就飽受科學界的批評翻譯2013年,普朗克衛星探測到的資估中並沒有顯示出宇宙暗潮存在的證據,使得這個現象是不是存在這點再次遭到質疑,不過離完全否認這個理論而言還言之過早。

其他的理論發起以量子宇宙學和緊接著的暴脹進程來解釋宇宙若何從絕對虛無中構成。維蘭金提出了如許的一種模子。詹姆斯·哈妥和史蒂芬·霍金提出了「宇宙無鴻溝」假說:暴脹在宇宙構成早期自然產生翻譯

最終人們發現,暴脹其實不會產生完全對稱的宇宙,暴脹場中會構成藐小的量子漲落翻譯這些漲落成了往後所有宇宙構造的萌芽翻譯在闡發斯塔羅賓斯基模型的過程當中,蘇聯的維亞切斯拉夫·穆哈諾夫(Viatcheslav Mukhanov)和G·V·奇比索夫(G. V. Chibisov)初次較量爭論了這些漲落。劍橋大學為期三個星期的「1982年納菲爾德極初期宇宙鑽研會」(1982 Nuffield Workshop on the Very Early Universe)也單獨計較出了這一量子漲落。鑽研會上共有四組科學家分別進行計算:史蒂芬·霍金;斯塔羅賓斯基;古斯和皮瑞英(So-Young Pi);和詹姆士·M·巴丁(James M. Bardeen)、保羅·斯泰恩哈特和米高·特納翻譯

另外一種暴脹是所謂的「夾雜暴脹」(hybrid inflation),它是新暴脹的一種延伸理論。混合暴脹論插足了額外的純量場,這樣當其中一個純量場鞭策普通的慢滾暴脹時,其他的純量場就會促使暴脹的結束。當暴脹延續足夠長的時候,第二個場就會趨於衰釀成更低的能態。

暴脹的一個重要前提是,它必需持續時候足夠長,如許今天的整個可見宇宙都是從單個哈勃體積暴脹而來的。必須要符合這一條件,宇宙才會在最大標准上顯得具有平展性、同質均勻性和各向同性。一般認為,宇宙要在暴脹階段以跨越1026的比例膨脹,才能合適此條件。

由於對稱性被打破而產生的相變,平常會造成「拓撲缺點」。對於冰晶體的形成,由於幾個形核位置所發展出的冰晶體具有分歧方向的對稱軸,是以會產生二維拓撲缺陷,稱為疇壁翻譯大同一理論猜測,大同一相變會產生一種零維的類點拓撲缺點,其物理性質就猶如磁單極子。大統一理論展望,大同一相變不僅會產生這類磁單極子,由於極為不亂,這類磁單極子還會存留至今,乃至還可能成為宇宙的首要成份翻譯但是,今天的宇宙並沒有充溢著磁單極子,科學家乃至從沒有發現過任何磁單極子,這為宇宙中磁單極子的密度值設下了很低的上限。

假如華頓翻譯公司們順著地球公轉的標的目的發射,由於自己就具有30千米/秒的速度,那麼只需要42-30=12千米/秒的速度就可以了。

憑據安德烈·林德,最早的暴脹理論由艾拉斯特·格林納(Erast Gliner)於1965年提出,但理論並未獲得普遍正視。1980年,阿蘭·古斯又獨立提出了暴脹機制,以诠釋為甚麼宇宙中不存在磁單極子。同時,斯塔羅賓斯基認為對於重力的量子修正可以將指數膨脹的德西特階段取代宇宙的太始奇點。198010月,德莫斯忒內斯·卡扎納斯(Demosthenes Kazanas)提出,指數膨脹可以消除粒子視界,乃至有可能解決視界問題; 佐藤勝彥也提出,指數膨脹可以消弭弦理論中的疇壁(另一種奇特遺蹟)。1981年,馬丁·愛因霍恩(Martin Einhorn)和佐藤勝彥[揭曉了一個與古斯類似的模子,並論證了該模子可以解決大同一理論中充溢著磁單極子的問題。他們得出的結論和古斯的類似:這種模子不單需要各個宇宙學常數的微調,並且很可能會引致「顆粒狀」的宇宙,即泡沫壁碰撞所造成的宏觀密度差別。

「暴脹」一詞可以指有關暴脹的假說、暴脹理論或暴脹期間。這一假說和「暴脹」一詞,最早於1980年由美國物理學家阿蘭·古斯提出。

華頓翻譯公司們每每的空間念,是指由長、寬、高構成的三維空間翻譯時候自己具有維度的某些特點,例如一條時間軸可以毗連無數個3維空間,是以可以認我們生活在3+1維時空(4維空間)中;但時候與長、寬、高卻是有很大的區分的,例如時候單元與長度單位是紛歧樣的,因此這還不算正意義上的多維空間。由於光子只能在三維空間中傳播,人的肉眼沒法看到其他可能存在的維度,這就使得對多維空間的探訪非常難題。可是,眾多的科學家、物理愛好者和科幻迷仍是提出了各類有關於多維空間的理論翻譯

其他的暴脹理論所作出的展望判然不同,但一般它們所需要的微調都過多翻譯暴脹模子的一大優點在於,它只需要兩個可調理的參數,就能夠詳細預測宇宙的初始前提翻譯這兩個參數離別為譜指數(可動值域很小)和微擾的振幅。除了一些特設的模子之外,不管暴脹的粒子物理學道理是甚麼,它都具有如許高的預測能力。

初期暴脹模子

阿蘭·古斯把暴脹宇宙稱為「最終免費午飯」:與華頓翻譯公司們的宇宙類似的新宇宙在浩蕩的暴脹佈景中延續產生。這類情形下,重力互相作用可繞過而不違背熱力學第必然律(能量守恆)和熱力學第二定律(有關熵和時間箭頭)。但是,固然物理學家遍及認同這可以或許解決初始前提問題,但有些人持相反概念,並指出宇宙作為量子漲落產物的可能性大很多。唐·佩吉(Don Page)就是因為這類奇異的環境而對暴脹取批判的立場。他強調,熱力學上的時候箭頭意味著初始前提必須具有很低的熵,因此可能性極低。暴脹理論不單沒有解決此問題,它反而使問題加倍嚴重——暴脹期結束時的再加熱進程會使熵提高,所以宇宙初始前提的可能性必需更加低翻譯這種問題比沒有暴脹的大爆炸模子更為明顯。

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其他替換理論

視界問題,即在宇宙學道理的條件下,宇宙為何會顯得具有同質均勻性和各向同性翻譯以一個盛滿氣體的盒子為例,這些氣體粒子要顛末足夠的時候進行相互感化,才會逐步去除不平均處和差池稱處,達致同質平均性和各向同性,也就是熱平衡翻譯但是在一個缺乏暴脹進程的宇宙中,兩個相隔遙遠的區域還沒有機遇彼此「接觸」對方,卻依然具有不異的溫度(已達致熱均衡)翻譯這種接觸需要信息的傳遞,而傳遞速度不克不及跨越光速,是以這一情形成了所謂標準大爆炸模子的一浩劫題。暴脹理論可以解決這個困難翻譯在歷史上,曾有提出過兩項解決方案:喬治·勒梅特的「鳳凰宇宙論」和理察·托勒曼的相幹的震盪宇宙論,和查爾斯·米斯納(Charles Misner)的Mixmaster宇宙論。勒梅特和托爾曼提出,一個反複收縮、膨脹的宇宙可以達致所需的熱均衡。這一理論卻其實不成功,因為在經由多個縮放週期以後,熵會不斷遞增。米斯納的理論(終究亦不准確)提出的是所謂的Mixmaster機制,這使宇宙「加倍雜沓」,但在統計上則具有同質平均性和各向同性。

1978年,澤爾多維奇注意到了磁單極子問題,這是視界問題的一個明白的定量版本。由於該困難觸及到粒子物理學中較為活躍的範疇,是以促使了一些科學家測驗考試解決翻譯1980年,阿蘭·古斯發現初期宇宙的假真空衰變可以或許解決這一問題,所以他提出了由純量驅動的暴脹機制翻譯斯塔羅賓斯基和古斯的模型都預測了初期的德西特期間,二者僅在具體的機制上有別翻譯

好比說我們徒步的速度是5km/h。然而這些都是在地球的速度,宇宙中的速度則是以千米每秒來權衡的。進修中我們也會經常傳聞過宇宙速度,那在宇宙空間的速度是什呢?存在第六宇宙速度

地球公轉速度弘遠於第三宇宙速度,為何沒有飛離太陽系?

宇宙暴脹的一個主要感化就是消除不平均性、各向異性和下降空間的曲率。這使宇宙趨勢於一種非常簡單的狀態:它完全由宇宙常數的來曆——暴脹場主導,且暴脹場的量子漲落是獨一重要的不平均性翻譯暴脹還可以或許下降大質量奇異粒子的數目,例如粒子物理學標準模子的不少衍生理論所展望存在的磁單極子翻譯假如宇宙只在暴脹期之前具有足夠溫度構成這些粒子的話,暴脹就會使它們的密度降到很低的程度,乃至在今天的可見宇宙局限內實際其實不存在。綜合起來,這些效應可被稱作暴脹「無毛定理」,與黑洞無毛定理類似。

另外一項問題是所謂的跨普朗克問題,或稱跨普朗克效應。因為暴脹時的能量尺度與普朗克標准鄰近,所以形成今天的宇宙佈局的某些量子漲落在暴脹前比普朗克長度還要小。因此在理論上須斟酌到普朗克標准上的修正,希奇是未知的量子重力理論翻譯科學家在這一效應是不是達到可被探測的巨細這一問題上還沒有獲得共鳴。

解得:v3約為16.5千米/秒,斟酌到木星等大行星的引力作用,現實上的第三宇宙速度約為16.7千米/秒。

觀測研究現狀

暴脹理論的最大問題之一,是它某程度上必要初始前提的微調。在新暴脹模子中,宇宙必需契合「慢滾前提」才會産生暴脹翻譯慢滾條件要求暴脹勢必須足夠的平緩傾斜(相對於偉大的真空能量),且暴脹必將須足夠大(足夠成為首要進獻身分)翻譯是以要有足夠平緩傾斜的暴脹勢和足夠大的暴脹勢,林德、阿爾布雷希特和斯泰恩哈特的新暴脹理論才有可能成功翻譯

對隱身

為了避免初始前提問題,一些物理學家提出了一個沒有起源的永恆暴脹宇宙模子翻譯該模子主張,宇宙在其最大尺度上指數膨脹,且空間不管在曩昔、目下當今和未來都無窮大,時候也沒有最先或終結。

2014317BICEP2科學家團隊宣布在B模功率譜中可能探測到暴脹所產生的重力波。這為暴脹理論供應了強烈的證據,對於標準宇宙學來講是一項主要的發現 。可是,BICEP2團隊於619日在《物理評論快報》發布的論文認可,觀測到的信號可能大部份是由銀河系塵埃的前景效應釀成的,對於這結果的准確性持保存態度。必須要比及十月份普朗克衛星數據剖析後果發布以後,才可做定論。919日,在對普朗克衛星數據進行剖析後,普朗克團隊發布講述指出,銀河系內塵埃也可能會造成如許的宇宙信號,可是並沒有排除丈量到成心義的宇宙旌旗燈號的可能性。

在夾雜暴脹時,一個純量場會產生大部份的能量密度(這節制膨脹速率),另外一個則與慢滾有關(這節制暴脹時長和如何終結)翻譯是以前一個暴脹場的波動不會影響暴脹的竣事,反之後一個場的波動也不會影響膨脹速度。這意味著夾雜暴脹不會永恆地進行下去。當第二個(節制慢滾的)暴脹場到達暴脹勢的底部時,它會改變第一個暴脹場的暴脹勢的最低值,繼而使暴脹場快速滾下暴脹勢,促使暴脹的結束。

宇宙暗潮(Dark Flow),天體物理學用語,2008年最新頒發的究表明大都星系團以本動速度共通的大規模的速度場(純潔的偏置)天文現象而賜與的學術名稱。這是一種科學假說。本動速度與宇宙微波背景輻射(CMB基準的情形下,以哈伯定律猜測星系團的活動與實際觀測活動的偏差。(然則,銀河團是太遠方角度偏向的運動是沒法觀測。可觀測的活動都卜勒轉移從可觀測的視野偏向的活動而已翻譯別的,平常這些誤差的原因是沒法申明,是以「陰郁」被顯露翻譯

第五宇宙速度是指航天器從地球發射,飛出地點星系群的最小速度,然則由於本星系群的半徑、品質都沒有足精准的資料,也就導致了沒法準確的知道資料巨細。

通量緊化的發現使暴脹可以或許和弦理論相互兼容翻譯一個稱為「膜暴脹」的理論提出,暴脹是D膜在緊化幾何中運動的產物,每每這類運動朝向一疊反D膜。這一理論受狄拉克-玻恩-英費爾德感化控制,而且和通俗的暴脹十分不同。理論學家並不完全領會這類活動的性質翻譯暴脹是弦論地景中兩種真空之間穿隧的效果,這有可能需要特別前提。兩種真空間的穿隧是舊暴脹的一種,新暴脹則必要以某類別的機制來進行。

暴脹是一個過冷膨脹階段,期間宇宙的溫度下降了100翻譯社000翻譯(現實降溫水平在不同模型之間具有差別,在最早期的模型中一般從1027 K降至1022K。)暴脹時代溫度都連結在相對低溫的狀況。當暴脹結束後,溫度再恢復到暴脹前的水平,這一進程稱為「再加熱」或「熱化」。這是因為暴脹場合具有的巨大勢能衰釀成各類粒子,使宇宙佈滿標準模子粒子。這包括電磁輻射,因此睜開了輻射主導期間。由於科學家仍未領會暴脹的性質,所以對這一進程所知甚少,但一般認為是通過參量震盪機制進行的。

前論

1/2mv3^21/2mv2^2=1/2m(12)^2

不對稱性的影響

航天器沿地球輪廓作圓周活動時必需具有的發射速度,也叫環抱速度翻譯依照力學理論可以計較出V1=7.9公里/秒。航天器在距離地面表面數百公里以上的高空運行,天空對航天器引力比在地面時要小,故其速度也略小於V1

火宇宙理論(ekpyrotic universe)和循環模子也可以看成是暴脹的從屬理論。這些模子提出,大爆炸「之前」曾有一段膨脹期,並在縮短至大擠壓的過程當中產生所需的原始密度微擾譜,從而诠釋視界問題。宇宙經過大擠壓,再反彈出來,這就是熱大爆炸階段。如斯看來,這一模子近似於理察·托爾曼的震盪宇宙論。不外與托爾曼的模子分歧的是,這些模型中宇宙的總年歲可以是無窮的。它們能否產生准確的密度微擾譜,宇宙是不是可以或許成功經由大擠壓、大爆炸的反彈過程,仍然是帶爭議的議題和持續進行的研究課題翻譯根據火宇宙理論,只要大擠壓、大爆炸轉變時期的溫度低於大統一量級,就可以避免磁單極子問題,因為磁單極子就是在這個溫度量級產生的。雖然沒有證據顯示宇宙的膨脹正在減慢,但是根據這些理論,每個膨脹、收縮週期長度預計為在一兆年(一萬億年)的量級翻譯

固然造成暴脹的具體粒子物理學機制還沒有被發現,然則基本繪景所作出了多項猜測已經被觀測所證實。致使暴脹的假想粒子稱為暴脹子,其隨同的場稱為暴脹場。

是以,無論宇宙的外形是甚麼,空間曲率對宇宙膨脹的進獻不會比物資的進獻大太多。可是跟著宇宙赓續膨脹,曲率的紅移比物資和輻射的紅移更慢。如斯向曩昔推算,就會造成一個微調問題,因為曲率對宇宙的貢獻必需極小(例如,它比太始核合成時的輻射密度低16個數量級)。從宇宙微波後臺取得的觀測數據驗證了宇宙是平展的,誤差值在百分之十之內,這使得平展性問題更加明顯翻譯

假如不斟酌地球引力,從地球軌道的處所出發,要想飛出太陽系,需要具有多大的速度呢?假這個速度是V,那麼可證實,它是地球公轉速度的根號2倍(這道理就跟第二宇宙速度是第一宇宙速度的根號2倍一樣),地球的公轉速度是若幹?大約為30千米/秒,那麼可以算出V大約為42千米/秒。

慢滾暴脹

通過高精度丈量宇宙微波背景輻射的偏振中所謂的B模,可以研究暴脹所產生的重力輻射,也可以驗證簡單暴脹模子所猜測的暴脹能量量級(10151016 GeV)。20143月,科學家宣布一項在南極進行的實驗得出的結果顯示,微波後臺輻射偏振中的B模與暴脹模子的預測吻合翻譯普朗克衛星也將進行觀測,以驗證這項成果翻譯另外,對21公分線(宇宙最早恆星開始發光之前中性氫所發射及接收的輻射)進行觀測,可能可以得出比宇宙微波靠山和星系巡天更高解析度的功率譜翻譯不過這些觀測有可能會被地球周圍的旌旗燈號所干擾。

有些人認,進入黑洞就能夠見到神秘的多維幾何體。

在很多暴脹理論中,宇宙的暴脹期至少在某些區域會無停止地進行下去。這是因為暴脹中的區域以極快的速度膨脹,並自我複製翻譯除非衰減到非暴脹狀況的速率足夠快,新的暴脹區域的生成速度會比非暴脹區域快,使得整個宇宙在肆意時刻的大部分容積都在進行暴脹。所有永恆暴脹模子城市生成無限多重宇宙,每每為碎形。

一個圓片穿過一條線,在這條線上的投影會先變長後變短;一個球體穿過一個平面,在這個平面中的投影會由一個點釀成一個愈來愈大的圓,再重新縮小成一個點翻譯在一個四維空間中,一個點中間,向各個方向延長相同的距離,可以構成一個密閉的四維幾何體,我們不妨把這類四維幾何體稱「四維球」;若是有一個「四維球」穿過我們所糊口的三維空間,我們可以看到在這個三維空間中的投影:首先是一個點,隨後是愈來愈大的三維球體,球最後又重新縮小成一個點,直至消逝。

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暴脹理論自從1980年由阿蘭·古斯提出以來,已取得了普遍的接管,但很多物理學家、數學家和哲學家對其持相反的論調翻譯1999年,哲學家約翰·厄爾曼(John Earman)和赫蘇斯·莫斯德林(Jesús Mosterín)揭曉了一篇批評暴脹宇宙學的論文,指「我們認為暫且沒有充分的理由把任何暴脹模型納入到宇宙學的標準核心當中。」

在一個膨脹的宇宙中,兩個區域相隔越遠,二者間的空間就膨脹得越快。非常遙遠的光線(或任何輻射)是以沒法達到觀測者,這就產生了宇宙視界:觀測者只能看到視界以內,而非視界之外的物資和輻射翻譯這就像地球彎曲所構成的地平線一樣。

簡而述之,這是指可觀測宇宙中,所有的星系團都執政統一偏向快速移動,就好比宇宙是一張傾斜的子,而宇宙中的物體正順著傾斜的面滑下去。這是窺察宇宙微波背景輻射看到的奇異天文現象,今朝科學界還難以註釋這類天文現象。

初始前提

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羅伯特·布蘭登伯格(Robert Brandenberger)在另外一項微調問題上做出過評論。暴脹時構成的原始不平均性的振幅與暴脹尺度有直接的聯繫。這一標准很可能在1016 GeV,即普朗克能量的10−3翻譯若是把普朗克尺度看作是天然尺度,那麼這樣小的數值也可算作一種微調問題,即所謂的級列問題。純量場所給出的能量密度比普朗克密度低10−12倍。因為暴脹的標准天然也是規範作用同一的標准,所以這一般不被認為是一個嚴重的問題。

假定某人沿著地面從地球上的南頂點步行到地球北極點,明顯要走很長的路,但是一個微中子可以直接從南極點顛末地殼、地函、地核穿到北極點,走的路就近了很多,這正是因為它巧妙地應用了第三條維度。根據廣義相對論,空間是曲折的,我們所生涯的這個三維空間極可能是一個四維幾何體的封閉曲面,直接經由過程長、寬、高的方向從一個天體到另外一個天體有很長的距離,若是能藉助第四條維度,那就節省了必然距離,也就是抄了近道。在量子物理模子中,多維空間中這類很近的通道又被稱蟲洞。

在微觀暴脹期間的量子漲落,經過暴脹放大至宇宙級大小,成宇宙佈局成長的種子,這解釋了宇宙宏觀構造的構成翻譯良多宇宙學者認,暴脹诠釋了一些未有公道謎底的困難:宇宙在各個偏向都顯得相同,即各向同性,甚麼宇宙微波佈景輻射會那麼平均分布,為甚麼宇宙空間是那麼平坦,為甚麼觀測不到任何磁單極子?

弦理論要求在三個可觀測的空間維度以外,還存在其他捲曲起來或緊化的維度。額外維度在超重力模子和其他量子重力理論中是十分常見的。問題是,為甚麼只有四個時空維度是「大」的,而其他的維度都小到不能被觀測到的水平?羅伯特·布蘭登伯格和卡姆蘭·瓦法(Cumrun Vafa)所提出的「弦氣體宇宙學」就旨在回答這一問題翻譯該模子把早期宇宙看做是由弦構成的高溫氣體。布蘭登伯格和瓦法證實,繞著一個時空維度的弦要有用地相互消滅,這個維度才可以擴大開來。每條弦都是個一維物體,而兩條弦一般情況下會相互橫截(並消滅)的最高維度為三維。所以,已擴展的空間維度應有三個。今朝和這一模子相幹的工作主要針對它是不是可以或許穩定緊緻維度(捲曲的維度)的巨細,並產生准確的原始密度微擾譜。但是,該模子「未能解決標準宇宙學的熵問題和平展性問題……它也無法註釋為甚麼當今宇宙的高平展性翻譯

無毛定理之所以在此適用,是因為宇宙視界和黑洞視界現實上沒有差異,而獨一的不同就只在於「視界的另外一端存在著甚麼」這類哲學上的問題翻譯無毛定理意味著宇宙(包括可見和不成見宇宙)在暴脹階段以極為巨大的比例膨脹。當宇宙膨脹時,能量密度整體上會跟著容積的增添而降低。通俗「冷」物資的密度和容積成反比,能量密度和容積的三次方成反比,輻射能量則和容積的四次方成反比翻譯在暴脹過程當中,暴脹場的能量密度大致不變;而不平均性、各向異性、曲率和各種奇異粒子的數量密度則會下降,連同光子的數目密度都邑降低,並在足夠的暴脹以後下降到可以疏忽的水平。後果產生的,是一個空蕩、平坦、對稱的宇宙。

磁單極子問題涉及到大爆炸理論與大同一理論,有時也被稱為「奇異遺蹟問題」(exotic-relics problem)。大同一理論提出,假定初期宇宙的溫度跨越大同一溫度(大約為1028 K),則電磁力、強核力和弱核力會同一成為「大統一力」。由於宇宙膨脹,溫度會延續下降,當溫度低於大同一溫度時,會發生自覺對稱性破缺,電弱力與強核力的物理性質起頭變得不同,是以出現相變。這現象雷同水與冰之間的相變,當水的溫度低於冰點時,會泛起相變,水會變為冰;在相變之前,水份子具有扭轉對稱性,在相變以後,冰晶體變得具有各向異性,對稱性被自覺性打破翻譯

                     對這個宇宙空間知幾多?

暴脹理論展望,暴脹階段初期的量子漲落放大之後,經過重力坍縮,構成了今天宇宙中所有的佈局。具體來講,微擾譜是一種近尺度不變的高斯隨機場,稱為哈里森-澤爾多維奇譜(Harrison–Zel'dovich spectrum翻譯它很是特定,只有兩個自由參數:譜的振幅以及譜指數翻譯譜指數丈量的是暴脹理論所展望的偏離尺度不變性的水平(抱負化的德西特宇宙具有完全尺度不變性)。暴脹猜測,觀測到的微擾應當到達熱均衡狀態(這種微擾稱為絕熱或等熵微擾)。WMAP衛星、其他宇宙微波後臺嘗試和星系巡天(特殊是史隆數位巡天)的觀測數據已證實了這類微擾構造翻譯這些實驗證實,在已觀測的不平均性中,有一萬分之一與理論猜測的完全吻合。另外也有證據顯示微擾的確不是完全標准不變的。完全標准不變的譜的譜指數ns等於1,而最簡單的暴脹模子則猜測該數值在0.920.98之間。從WMAP取得的數據可以推算,ns = 0.963 ± 0.012,也就是從完全標准不變性偏離了兩個標準誤差()。這為暴脹理論提供了重要的證據翻譯

目前

蘇聯的阿列克謝·斯塔賓斯基(Alexei Starobinsky)認為,廣義相對論的量子批改在初期宇宙中應當非常主要;凡是,這會導致對愛因斯坦-希爾伯特感化量的平方曲率批改項,和某種形式的f(R)批改重力(f(R) modified gravity)。假如存在平方曲率項,且曲率足夠大,則愛因斯坦場方程的解就會產生一個有用宇宙常數。是以他提出,初期宇宙經歷了一段德西特期間,也就是暴脹期間。這就解決了宇宙學的一些難題,並供應了有關對微波配景輻射的批改值的確切猜測,這些預測值在不久後就被具體地計算出來。

宇宙的基本特點就是由林林總總形態的物資組成,們在不斷地活動和轉變,說白了宇宙就是由天系統統構成的。那什是天系統統?的成因是因天體之間的相互吸引和彼此繞轉構成的天系統統,又叫總星系,而總星系是最大的,們從小到大排列地月系、太陽系、銀河系(銀河外星系)、總星系翻譯

普通的隱身僅僅是指一個事物不發光、不反光而使得他人無法看見,但任何人都可以摸到翻譯對隱身下的物體倒是不克不及被看到,也沒法被摸到的翻譯如果把螞蟻假定只能在兩維的地面上移動的生物,再假想有一隻能在三維空間中自由舉動的蜻飛在螞蟻的上方,那可以看見螞蟻,螞蟻卻無法看到或摸到蜻,蜻就對螞蟻實現了對隱身翻譯一樣的道理,假如一小我能在多維空間中自由運動,他就能夠對那些只能在三維空間中自由移動的人做到對隱身。

安德烈·林德提出的渾沌暴脹理論指出,暴脹所需的前提現實上長短常遍及的,幾近所有具有渾沌高能初始狀態且純量場具有無界勢能的宇宙都會符合這些前提。然則,該模子中的暴脹場必需取比普朗克單元更高的值,所以有時也被稱作「大場」模子;與之對峙的是其他的「小場」模型,其中暴脹的能量量級可以小很多翻譯如斯一來,有效場論的展望就不會成立,因為重整化過程會造成較大的批改,並避免暴脹的産生。這一問題仍未得到解決,一些宇宙學家認為小場理論才是更好的暴脹理論。固然量子場論(和量子重力的半經典近似)對暴脹有很主要的意義,但二者間還沒有很好地相互兼容。有關原始重力波的BICEP2實行數據和林德的模子相符。

然則這個假說並沒有獲得多半科學家的支持,科學界對這類假說始終持嫌疑和批評立場,緣由在於宇宙暗潮的具體景象完全無法猜測,缺少厚實的理論根蒂根基作根據,只能經由過程邏輯思惟及哲學來作出相對唯心的判定,因此,宇宙暗潮及平行宇宙相幹的假說依然逗留在理論假定層面上,因人類今朝還沒法肯定大爆炸只在可見宇宙才會呈現翻譯

從地球上觀測到的可見宇宙只是更大的整體宇宙的一小部分,但其他的「不成見宇宙」區域與我們之間還沒有有信息的轉達。這些不行見的區域位於宇宙視界以外翻譯在缺少暴脹的標準大爆炸模型中,宇宙視界不休向外擴張,使新的區域落入到可觀測局限以內。但是當某觀測者第一次看到這些區域時,卻會發現彼此相距遙遠的區域卻極為類似:佈景輻射具有幾乎溝通的溫度,時空曲率的演變也近乎溝通。這帶出了一個困難:在從未「溝通」過的情形下,兩個從未有過因果聯繫的區域如何到達如此接近的溫度和曲率?

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視界問題

永恆暴脹

第一宇宙速度

1970年月初,雅可夫·澤爾多維奇發現大爆炸宇宙學含有嚴重的平坦性問題和視界問題翻譯此前的宇宙學理論都只是在哲學根本上假定宇宙的對稱性翻譯在蘇聯,這一發現和其他的考量促使弗拉迪米爾·別林斯基(Vladimir Belinski)和伊薩克·哈拉尼科夫(Isaak Khalatnikov)闡明廣義相對論中的混沌BKL奇點(BKL singularity)。米斯納的攪拌巨匠宇宙(mixmaster universe)嘗試操縱這一混沌行為解決宇宙學上的難題,但只能獲得有限成功翻譯

1970年代末,西德尼·科爾曼哄騙亞歷山大·泊里雅科夫等人合作發展的瞬子(instanton)方式,研究了量子場論中假真空(false vacuum)的終結狀況翻譯正如統計力學中的亞穩態(例如低於冰點或高於沸點的液態水),量子場需要集結具有新的相態的真空泡沫,且泡沫要足夠大,才會産生整體相變。科爾曼算出了可能性最大的真空衰變路子,和每單元體積的逆壽命翻譯他的結論是,重力效應將非常明顯,但他並沒有具體計算這些效應,也沒有把成果應用於宇宙學。

第三宇宙速度假如不是加上地球本身公轉速度,大約為42千米/秒,而地球只有約30千米/秒,固然飛不出去了翻譯人人大白了嗎?


與膜宇宙學的關係

宇宙學道理是物理宇宙學標準模子的根本,而宇宙暴脹恰是實現宇宙學道理的一個機制。它可以或許註釋可見宇宙宏觀上的同質平均性和各向同性。別的,它诠釋了空間的平展性和為甚麼不存在磁單極子翻譯自從古斯初期的工作最先,這些觀測都得到了進一步的驗證,此中最為成功的包孕威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)所測量的宇宙微波背景數據。這些闡發都顯示,宇宙的平展性精確至百分之十之內,且同質平均性和各向同性準確至一萬分之一。

在2018-4-11有這麼一篇科文:

物理學中速度是一個向量,透露表現的是某一個時候段內物體活動的情況有快慢之分。我們生涯中熟悉的速度通常爲以千米每小時來示意活動的距離,生涯中的一切交通東西都存在速度。

關於這個問題,解答以下:

再加熱

當航天器超過第一宇宙速度V1達到一定值時,它就會脫離地球的引力場而成為圍繞太陽運行的人造行星,這個速度就叫做第二宇宙速度,亦稱脫離速度翻譯按照力學理論可以計算出第二宇宙速度V2=11.2公里/秒。由於月球還未超越地球引力的範圍,故從地面發射探月航天器,其初始速度不小於10.848公里/秒即可。

在經典物理學的角度來看,新的暴脹進程就是滾向更低的勢,但量子漲落有時可以將它帶回到原先的程度。在這些暴脹場向上波動的區域裡,空間的膨脹速度比暴脹勢較低的區域快很多,所以在體積上佔據絕大部分翻譯這種穩態稱為「永恆暴脹」,最早由亞歷山大·維蘭金(Alexander Vilenkin)提出翻譯很多物理學家都認為,如許的穩態不行能向過去永久地延長下去。暴脹的時空與德西特空間類似,它必須包括縮短的區域。但和德西特空間不同的是,暴脹空間縮短部分中的波動會坍縮成一個重力奇點,即密度無窮大的一個點翻譯所以有需要發展一個有關宇宙初始前提的理論。安德烈·林德則認為暴脹有可能向曩昔永久延長翻譯

另外一項問題是平展性問題。這問題有時被稱為兩個迪克偶合中的一個,另外一個迪克偶合為宇宙常數問題。一個宇宙的宏觀幾何可所以雙曲幾何(開放宇宙)、球面幾何(閉合宇宙)和處於兩者之間的歐幾里得幾何(平展宇宙),而這是由宇宙的物資密度所決意的翻譯華頓翻譯公司們的宇宙中物質的密度特別很是接近平展宇宙所需的臨界密度。

在廣義相對論成長初期,阿爾伯特·愛因斯坦為了答應靜態宇宙成為愛因斯坦場方程的此中一個解,插足了所謂的宇宙常數;靜態宇宙是一個具有平均物資密度的三維球體。稍後威廉·德西特發現了方程的另一個解,這個解是一個只具有非零宇宙常數,不具有物資、輻射,以指數膨脹的宇宙。人們其後發現,愛因斯坦的靜態宇宙是個不不變的解,即使是很小的微擾,都邑使它終究解體為大擠壓或演變為德西特宇宙(de Sitter cosmos)。

在古斯早先提出的理論裏,他認為暴脹場就是希格斯場,也就是诠釋根基粒子為甚麼具有質量的場。今天,一些學者認為暴脹場不行能是希格斯場,但由於希格斯玻色子已在2013年被肯定發現,關於希格斯場就是暴脹場的研究變得更為熱點翻譯其它暴脹模子則依靠大統一理論的一些屬性。由於最簡單的大統一模型已經失敗,所以目下當今很多物理學家都認為,暴脹將會被納入在某種超對稱理論傍邊,例如弦理論和超對稱大同一理論。今朝來講,固然暴脹可以詳細預測初期高溫宇宙的初始條件,但是其有關粒子的模型卻有特設的情況。因此,暴脹的展望雖與觀測檢討的成績符合,暴脹理論仍有許多疑點還沒有能找到謎底。

另外一項評論所針對的,是暴脹所需的暴脹場其實不對應於任何已知的場,且勢能曲線仿佛可以與幾近任何的觀測數據相吻合,即缺乏可否證性。暴脹宇宙學的創始人之一保羅·斯泰恩哈特也提出了批評的聲音。他把結果和觀測不符的加速膨脹階段稱為「壞暴脹」,並把和觀測相符的膨脹稱為「好暴脹」。「不但壞暴脹比好暴脹更有可能,而且沒有暴脹的宇宙比兩者可能性更大……潘洛斯考慮了暴脹場和重力場的所有可能組態,其中一些會引致暴脹……另一些則直接產生均勻、平坦的宇宙,無需暴脹翻譯整體來說構成平展宇宙的可能性很低,但潘洛斯使人驚訝的結論是,不經暴脹產生平坦宇宙比經過暴脹的可能性大很多——大整整10的古戈爾次方倍!」

“對這個宇宙空間知幾何?”的图片搜索结果 

光速可變理論是另外一個從屬理論。讓-皮耶爾·培帝(Jean-Pierre Petit)於1988年,約翰·莫菲特(John Moffat)於1992年和安德烈斯·阿爾布雷希特和喬奧·馬古悠於1999年分別提出了光速可變模型。理論中不存在超光速的暴脹階段,而是過去的光速比今天要高60個量級翻譯這可以解決初期宇宙視界和平均性上的問題。

第一宇宙速大約7.9Km/s,就是人造衛星的最小發射速度,環抱在地球的最低圓形軌道上運行的速度,第二宇宙速度大約11.2 Km/s,是物體完全脫離地球引力,飛離地球所需要的最小初始速度,第三宇宙速度的巨細16.7 Km/s,是指從地球上發射的物體擺脫太陽引力,飛出太陽系所需的最小初始速度,第四宇宙速度估計不會跨越200 Km/s,是指在地球上發射的物體脫節銀河系引力約束,飛出銀河系所需的最小初始速度翻譯

而科學家在今朝估計這個星系群大約有500-1000萬光年,依照這類推算航天器飛離這個星系群大需要1500-2250 Km/s的速度才可以做到。那我們可以大膽猜想第六宇宙的速度飛出地球所在宇宙的最小速度是多少?到達樣一個高度翻譯.......

暴脹以外的一些模子可以诠釋一些暴脹理論規模之內的觀測了局,但這些模子的诠釋能力都沒有暴脹寬廣,乃至需要暴脹才能完全與觀測符合翻譯它們只能看做是暴脹的附屬理論,而不是替換理論。

當暴脹逐步衰弱時,宇宙常數趨向於零,空間入手下手正常膨脹。這一正常膨脹階段內落入到視界以內的空間區域正恰是曾因暴脹而超越視界的區域。由於這些區域曾十分接近,所以都具有相同的溫度和曲率。

多維空間,是指由4條或者更多條維度構成的空間。在平行宇宙理論中,由於存在著無數多個3維宇宙,這些宇宙並不能經由過程長、寬、高或者時候進行相連,只能通過別的一條維度進行毗連,因此平行宇宙自己至少就是一個4+1維時空(5維空間)。

微調問題

如果確切存在多維空間,那世界上可以存在以下這些現象。

從地球表面發射航天器,飛出太陽系,到浩瀚的銀河系中漫遊所需要的最小發射速度,就叫做第三宇宙速度。按照力學理論可以較量爭論出第三宇宙速度V3=16.7公里/秒。需要注意的是,這是選擇航天器入軌速度與地球公轉速度偏向一致時計較出的V3值;若是標的目的紛歧致,所需速度就要大於16.7公里/秒了。可以說,航天器的速度是擺脫地球甚至太陽引力的獨一要素,今朝只有火箭才能沖破該宇宙速度翻譯

暴脹能夠解決人們於1970年月在大爆炸宇宙學中所發現的若干個疑點和困難翻譯阿蘭·古斯最早發現暴脹時,正在研究今天的宇宙為何不存在磁單極子這一問題。他發現,根據廣義相對論,帶有正能量的假真空會造成空間的指數膨脹。科學家很快熟悉到這種膨脹能解決諸多長期未有結論的理論困難。這些困難源自宇宙的「微調問題」:要使宇宙成長成今天的狀態,其大爆炸時的初始條件必需取極為切確的一組數值,似乎這些數值是經「微調」而得的翻譯暴脹進程使宇宙以動態的體例自然達到這一特殊狀態,使華頓翻譯公司們的宇宙在大爆炸理論中存在的機率大大提高。

第二宇宙速度

在弦理論中,認各類基本粒子都是由很小很小的線狀弦構成的,在眾多現象難以用理論解釋的情形下,愛德華·維頓提出了11維空間的念。

暴脹理論可以诠釋為甚麼相隔遙遠的區域具有幾乎溝通的溫度和曲率翻譯它預測在任一時刻的總空間曲率為零,意味著宇宙中的普通物資、暗物質和殘餘的真空能量之總和必需是臨界質量翻譯現有的觀測證據強烈撐持這類說法。物理學家利用暴脹理論,還可以計較出暴脹階段的量子漲落在宇宙各區域所釀成的細微溫度差別,這同樣經過了觀測的驗證。

然則,還要斟酌地球的引力,由於要求擺脫地球引力今後,還要具有12千米/秒的速度,那麼總共需要多大的速度呢?設這個速度(就是第三宇宙速度)為v3,第二宇宙速度那麼v2,那麼:

夾雜暴脹

所以不管什物體要分開地點的天體系統,必需要在速度上到達離開天系統統中星系引力的速度,而我們把這個速度稱宇宙速度。簡而言之宇宙速度就是從地球輪廓發射的航天器,脫離地球的引力或飛出總星系所需要的最小速度。

迴圈量子重力理論為宇宙暴脹提供了一個可能的機制。迴圈量子重力假定時空是量子化的翻譯假如宇宙的能量密度高於量子化時空所能保持的水平,它就會「反彈」回來翻譯

多維物體在三維空間中的投影

在磁單極子構成之後,若是産生一段暴脹期,這一問題就能夠被解決:宇宙的敏捷暴脹會使磁單極子相互闊別,這有可能使密度值下降多個數目級翻譯但是有宇宙學家卻對此表示嫌疑,如馬丁·里斯所說:「對於懷疑奇特物理學的人來講,一個用來解釋設想粒子不存在的理論性緣由可能並沒有多麼了不起。用來預防不存在的疾病的藥物固然是百分之百有效的!」

在永恆暴脹模子中,暴脹中的區域的巨細指數增大,而其他區域則不會指數膨脹。這意味著,和宇宙中暴脹已中斷的區域比擬,暴脹中的區域永久都大到難以想象的程度,儘管任何暴脹前的觀測者都邑看到暴脹終究的竣事翻譯對於若何為這一設想的人擇地景(anthropic landscape)指定機率分布,科學家還沒有有定論。不同區域的機率假如以體積來算,暴脹就不會終止;若是再加上人擇道理作為邊界前提,暴脹就應當持續很長的時候才終止。某些物理學家相信,只要以觀測者在暴脹之前的體積加權,便可解決這一悖論翻譯

第三宇宙速度

相幹現象

另外一方面,安德烈斯·阿爾布雷希特(Andreas Albrecht)和洛倫佐·索爾波(Lorenzo Sorbo)則認為,相對於沒有暴脹的宇宙,從預先存在狀況隨機量子漲落所產生的宇宙具有高很多的機率,因為暴脹宇宙所需的起始非重力能量比無暴脹宇宙的低良多,而這遠遠勝過所有熵的效應。

觀測數據有時辰仿佛與簡單的暴脹模型相抵牾。例如,WMAP的首年數據指出,微擾譜可能不具有標准不變性,而是有少量的曲折。不過,第三年數據則顯示,這只是統計上的異常現象翻譯宇宙佈景探測者衛星又帶來了另外一項問題:宇宙微波背景的四極矩振幅比預期低良多,且其他的低多極矩仿佛傾向和黃道對齊。某些學者稱這長短高斯分布的跡象,因此與最簡單的暴脹模子相駁;另外一些學者則指出,這多是一種新的物理現象,或是前景干擾的成果,甚至可能是出書偏倚所釀成的。

在物理宇宙學中,宇宙暴脹,簡稱暴脹,是早期宇宙的一種空間膨脹呈加速度狀況的進程。暴脹期間在大爆炸後10−36秒開始,持續到大爆炸後10−3310−32秒之間。暴脹以後,宇宙繼續膨脹,但速度則低很多翻譯

評論

按照標準的宇宙學模子,相對於宇宙微波背景星系團的活動應當是隨機分布在所有標的目的。然而,剖析三年的威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)利用的活動SZ效應數據,天文學家亞力山大.卡什林斯基等科學家發現了一個「令人驚奇的是一致的「600–1000公里/秒流集群,向20度天區的半人馬座和船帆星座之間的證據。

安德烈·林德以及安德烈斯·阿爾布雷希特和保羅·斯泰恩哈特分別自力找到了泡沫碰撞問題的解決方案。這一模子被稱為「新暴脹」或「慢滾暴脹」(slow-roll inflation),而古斯的模型則被稱為「舊暴脹」。新暴脹模型中,從假真空狀況衰變出來的機制不再是量子穿隧,而是一個純量場滾下勢能峰。假如純量場以相對宇宙膨脹慢許多的速度滾下勢能峰,暴脹就會産生翻譯一旦勢能峰變得更陡峭,暴脹就會竣事,再加熱進程就會開始。

愛因斯坦-嘉當-夏瑪-基博爾重力理論可以天然解決宇宙的平坦性問題和視界問題,而不需要假設奇特物資形態的存在或插手自由參數。在這一理論中,極高密度時費米子物質會有十分顯著的自旋-自旋彼此感化。這類彼此作用可以免大爆炸奇點的呈現,取而代之的是在比例係數非零時出現的一個尖點,在此之前宇宙是縮短的翻譯在如許大反彈後的敏捷膨脹可以註釋當今宇宙的平坦性、同質平均性和各向同性。當宇宙密度起頭降低,它也隨即進入輻射主導期間。

評論辯論一個問題:地球的平均公轉速度29.783公里/(107,218km/h),比第三宇宙速度大的多,但為什麼地球還要繞著太陽做近似圓的公轉,他應當不受太陽的約束飛出太陽系才對啊?

抄近道

理論研究現狀

古斯提出,當初期宇宙溫度下落時,它正處於一個具有高能量密度的假真空當中,而假真空與宇宙常數的效應十分類似翻譯極初期宇宙在降溫的時辰,它處於一種亞穩態(過冷狀況)。要從該狀態衰變出來,必須顛末量子穿隧所造成的宇宙泡成核過程翻譯真真空泡沫在假真空後臺中自覺形成,並迅速起頭以光速膨脹翻譯古斯意想到這一模子的問題:其再加熱過程並不准確翻譯當宇宙泡成核時,它並沒有產生任何輻射;輻射只是在泡沫壁碰撞時才會產生。但為領會決初始前提問題,暴脹延續的時候必需足夠長,這時候泡沫碰撞的機率就已降到很低的水平。如許的宇宙就不會充溢著輻射。

除暴脹理論以外,還有非標準宇宙學理論,包括前大爆炸理論和旋量時空理論等。



本文引用自: http://mypaper.pchome.com.tw/zou0621/post/1375243427有關各國語文翻譯公證的問題歡迎諮詢華頓翻譯公司02-77260932
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