【摘要】：基于宇宙學觀測以及含宇宙常數(shù)的廣義相對論場方程建立的標準宇宙模型,存在著違背物理學基本規(guī)律的疑難,提示我們需要仔細審視宇宙動力學的物理基礎(chǔ).例如,同實物退耦后的背景黑體輻射光子數(shù)目不再隨宇宙膨脹而變化,但宇宙學紅移效應(yīng)導致輻射溫度反比于宇宙尺度下降,則背景輻射總能量也反比于宇宙尺度而不斷減少,違背了熱力學第一定律,損失的宇宙背景輻射能量到哪里去了?又如,宇宙常數(shù)對應(yīng)的暗能量密度不隨時間變化,膨脹宇宙中物質(zhì)不斷被創(chuàng)生,總能量隨宇宙膨脹趨于無窮.在宇宙學中堅持能量守恒,需要限制暗物質(zhì)和暗能量的基本物理性質(zhì),其中作為零質(zhì)量玻色子的光子扮演著重要角色.基于愛因斯坦場方程同時又不放棄能量守恒定律的宇宙學模型,給出了和標準模型完全不同因而可以被觀測證實或證偽的演化圖景:暗物質(zhì)同暗能量平衡狀態(tài)下的勻速膨脹才是宇宙的常態(tài),而減速或加速膨脹只是宇宙介質(zhì)相變導致的瞬態(tài)過程.近期開始出現(xiàn)的高精度宇宙學觀測結(jié)果對標準模型提出了挑戰(zhàn),而有利于能量守恒宇宙模型的預期.正在進行和計劃中的宇宙學觀測將最終判定2類模型,并且推動基本物理的發(fā)展.
[Abstract]:The standard cosmic model based on cosmological observation and generalized relative field equation with cosmological constants is difficult to violate the basic laws of physics, which suggests that we need to carefully examine the physical basis of cosmic dynamics. For example, the number of radiative photons in the background blackbody after decoupling from the physical object no longer changes with the expansion of the universe, but the cosmological redshift effect causes the radiation temperature to fall inversely to the cosmic scale, and the total radiation energy of the background radiation decreases inversely with the cosmic scale. In violation of the first law of thermodynamics, where is the lost cosmic background radiation energy? For example, the density of dark energy corresponding to the universe constant does not change with time, and the matter in the expanding universe is constantly created, and the total energy tends to infinity with the expansion of the universe. In cosmology, it is necessary to restrict the basic physical properties of dark matter and dark energy, in which photons play an important role as zero-mass bosons. Based on the cosmological model of Einstein's field equation without abandoning the law of conservation of energy, The evolution picture is given, which is completely different from the standard model and thus can be verified by observations or falsified: the constant expansion of dark matter and dark energy is the normal state of the universe. Deceleration or accelerated expansion is only a transient process caused by the phase transition of the cosmic medium. Recent high-precision cosmological observations have challenged the standard model and are conducive to the expectation of an energy-conserving cosmic model. Ongoing and planned cosmological observations will ultimately determine two types of models and promote the development of basic physics.
【作者單位】： 中國科學院高能物理研究所粒子天體物理重點實驗室;清華大學物理系清華大學天體物理中心;中國科學院大學物理科學學院;
【基金】：國家自然科學基金(11033003)資助
【分類號】：P159

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本文編號：2438879