当物理遇到宇宙_中科院上海天文台_张鹏杰

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1、Confrontingphysicswiththecosmos张鹏杰中科院上海天文台科大交叉学科理论研究中心，2008报告概要天文学的历史巨变困惑机遇当物理遇到宇宙宇宙初条件宇宙学原理？物理规律Testinggeneralrelativityinthecosmos时空维度场方程科大交叉学科理论研究中心，2008DarkenergyisbadforastronomyDarkenergycanbegoodforastronomyArXiv:0704.2291ArXiv:0708.1199科大交叉学科

2、理论研究中心，2008天文学的转变已知物理规律传统天文天体物理未知物理规律暗物质暗能量修正引力sterileneutrino、、、当代天体物理的重要方向梦想把世界还原成几个原理，几个常数，几个方程把宇宙当成动物园和植物园，越丰富越美好价值观的激烈冲突科大交叉学科理论研究中心，2008Laboratoriesinthecosmos科大交叉学科理论研究中心，2008Inobservationalastronomy,nothingisimpossible(1)CMB（1978and2006Nobelp

3、rizes)(2)Weaklensing.Measureimagesofmilliongalaxiesbillionsoflightyearsawayat1%accuracyWittmanetal.2000Fuetal.2007Afactorof~100improvementLSSTEuclidSKASNAP~2015-2020科大交叉学科理论研究中心，2008Theymakedarkenergy"luminous"ClusterabundaceTypeIasupernovaeWeakgrav

4、itationallensingPeculiarvelocity(bulkflow)BaryonacousticoscillationCMBmid-90s1998-2000-2001-2005-2000：Boomerang、Maxima和宇宙平坦性2002：DASI和CMB偏振2003：WMAP和精确宇宙学2003：ISW效应2007：CMBlensing科大交叉学科理论研究中心，2008二十一世纪的十一个问题暗物质暗能量宇宙起源中微子引力性质额外维度甚高能标物理科大交叉学科理论研究中心，20

5、08暗物质暗能量大尺度上的引力性质小尺度上的引力性质高密度区强子物理精细结构常数的演化洛仑兹不变性的检验中微子质量和species甚高能高密实验室普朗克能标物理暴涨场引力波科大交叉学科理论研究中心，2008报告概要天文学的历史转变困惑机遇当物理遇到宇宙宇宙初条件宇宙学原理？物理规律Testinggeneralrelativityinthecosmos时空维度场方程科大交叉学科理论研究中心，2008宇宙初始条件伽利略时代：物理学的里程碑意识到初始条件和物理规律的区别通过物理实验设定初始条件物理规律

6、才可能从变化多端的物理现象中分离出来！同样的革命正在天文领域发生！天文学：无法设定宇宙初始条件但是当代天文学能够直接观测宇宙的初始条件！感谢保存在时间里的宇宙化石！宇宙原初扰动是高斯、绝热、接近标度不变的吗？对标度不变的偏离非高斯性（？）非绝热性（？）宇宙学原理？科大交叉学科理论研究中心，2008宇宙学原理我们在宇宙中的位置哥白尼原理：宇宙没有中心宇宙学原理：宇宙不仅仅没有中心（均匀的），而且是各向同性的。这个宇宙由FRW模型描述我们能够检验这个基本原理或者基本假设吗？CMBThekinetic

7、SunyaevZel'dovicheffectOtherprobes这个基本原理的破坏会导致什么？Darkenergyasanillusion科大交叉学科理论研究中心，2008各向同性的宇宙CMB观测表明，宇宙在统计上是各向同性的。有争议！但是，严格来说，CMB只证明，对我们来说，宇宙是各向同性的！科大交叉学科理论研究中心，2008TheLTBuniverseLemaitre-Tolman-BondimodelTheuniverseisonion-likeMassdistributionisis

8、otropicwithrespecttothecenterButvariesalongtheradialdirectionWelivenearthecenterIsotropicwithrespecttous(andonlytous)科大交叉学科理论研究中心，2008LTB:"cosmicaccelaration"withoutdarkenergy低密度区（void)在这个非均匀的宇宙中，超新星会变得比均匀宇宙（FRW）中暗如果我们假设宇宙是均匀各向同性的（宇宙学原理），就会误以为宇宙在加速膨胀