诱导引力理论中的全息暗能量
李淼的文章
李淼的文章关于全息暗能量（附：韩文博文，关于北京与Horava）2009年05月31日10:46:23分类：未分类昨天看到曾经获得理论物理博士学位，现在在做应用研究开发的“吊床物理学家”Johannes Koelman的博文：Holographic Dark Universe该博文讨论全息暗能量。
打开一看，我本来以为他有什么新想法，原来还是类似2000年Scott Thomas就有的想法。
先看量子场论是如何估计真空能量密度的。
在量子场论中，一个最小的空间胞的体积是，其中是普朗克长度。
普朗克长度出现在这里很“自然”，因为单从量子场论的角度看，我们没有理由不相信普朗克长度是量子场论成立的最小尺度。
如果我们认为的确可以有这个最小空间体积，那么在这个体积中的一个量子的最大能量是，其中是普朗克质量，在自然单位制中，能量密度就是，一个非常大的量。
那么，宇宙学观测告诉我们什么？暗能量或真空能量密度和临界密度是一个量级，也就是，H是哈勃常数。
哈勃常数比普朗克质量小大约60个量级，所以量子场论允许的真空能密度比观测值大120个量级，这就是Koelman嘴里的物理学家们的euphemistic statement：宇宙学常数问题。
我想起翟永明的一本书，叫《最委婉的词》，宇宙学常数问题是物理学家最委婉的提法吧。
用Koelman的形象说法，暗能量密度大约是一个一千公里立方体内含有一个普朗克能量（克）。
将公式中的一个变成普朗克长度倒数，H变成宇宙大小L的倒数，这个公式告诉我们，在体积之内，有一个普朗克能量。
我们再看Koelman如何建议从量子场论的过度到的。
这需要将两个普朗克长度因子变成两个宇宙尺度因子。
第一步，根据全息原理，宇宙中的自由度个数不是一个宇宙体积含有很多普朗克体积，即，而是Bekenstein-Hawking自由度个数，这样，我们就将一个普朗克长度变成了宇宙尺度。
进一步，每个自由度的能量不该是普朗克能量，而是其Compton波长为宇宙尺度的能量，这样就将第二个普朗克长度换成宇宙尺度。
探索宇宙中的暗能量
探索宇宙中的暗能量在浩瀚无垠的宇宙中，有一种神秘的力量在默默地主宰着万物的命运。
它既无形无影，又无处不在，就像是一只无形的手，悄悄地操控着宇宙的运转。
这就是我们今天要探讨的主题——暗能量。
暗能量，这个名词听起来似乎有些陌生，但它却是宇宙学中最令人困惑的概念之一。
科学家们通过观测发现，我们的宇宙不仅在不断地膨胀，而且膨胀的速度还在加快。
这个现象让科学家们感到十分惊讶，因为根据牛顿引力理论，物体之间的引力应该会使宇宙膨胀速度逐渐减缓。
然而，事实却与理论相悖。
为了解释这个现象，科学家们提出了暗能量的概念。
暗能量的本质究竟是什么？这个问题至今仍然没有一个确切的答案。
有人认为暗能量是一种神秘的能量场，它充满了整个宇宙空间，并对物体产生一种排斥力。
还有人认为暗能量可能是一种新的物理现象，它超越了我们目前对物理学的理解。
总之，关于暗能量的本质，科学家们仍在努力寻找答案。
那么，暗能量对我们所处的宇宙有哪些影响呢？首先，暗能量对宇宙的膨胀起到了关键作用。
正是由于暗能量的存在，宇宙才能以如此惊人的速度膨胀。
其次，暗能量还影响了宇宙中物质的分布和星系的形成。
在暗能量的作用下，物质之间的距离变得越来越远，这使得星系的形成变得更加困难。
此外，暗能量还可能对宇宙的未来产生重要影响。
有科学家预测，随着暗能量的作用不断增强，宇宙可能会最终变成一个空无一物的空间。
面对如此神秘而强大的暗能量，我们不禁要问：人类是否有能力揭示它的真相？这个问题同样充满了挑战。
虽然我们已经取得了许多关于宇宙的重要发现，但要真正了解暗能量的本质，我们还需要付出更多的努力。
或许在未来的某一天，当科技发展到一个新的高度时，我们能够揭开暗能量的神秘面纱。
在这场探索宇宙奥秘的征途中，我们不仅要关注科学研究的成果，还要关注人类自身的成长和发展。
只有当我们不断提高自己的素质和能力，才能更好地应对未来的挑战。
同时，我们还要学会珍惜地球这个美丽的家园，保护好我们的生态环境。
引力熵力和暗能量课件
的确，在远离大质量物质M的地方，T较 低：
利用基本假设 式，可得
和Unruh公
2020年7月1日星期三
这个公式
的右边是描述该粒子的每个bit所带的熵， 我们可以直观地想成每个bit的受激程度。 方程右边已与Planck常数无关。
2020年7月1日星期三
引入牛顿势
得
这个结果很重要，说明每个bit的熵与牛顿 势成正比。
2020年7月1日星期三
由 推得
代入 得
2020年7月1日星期三
总结：
1、基本假设
加Unruh公式
推出牛顿第二定律
2、基本假设
加全息假设
推出牛顿万有引力
2020年7月1日星期三
问题：在熵变的基本公式中，Planck常数 出现，在Unruh公式和全息假设中，Planck 常数也出现，但牛顿第二定律和万有引力 公式是经典的，所以Planck常数相消。
考虑等势面，此时加速度与等势面垂直。 定义温度 熵变假设为
2020年7月1日星期三
从热力学第一定律得熵力公式 这确实是静态引力场中的正确公式。
2020年7月1日星期三
要获得Einstein方程，和推导Poisson方程 一样，我们需要全息原理 和能量均分
2020年7月1日星期三
所以 由于牛顿势与Killing vector有关，故
2020年7月1日星期三
讨论 由此看来，引力确实是熵力，即非基本 的。 我想第一个问题是，引力要量子化吗？ 我觉得可以量子化，如同声子要量子化一 样。
2020年7月1日星期三
从AdS/CFT来看，引力一边是闭弦理论， 如果引力是emergent的，那么闭弦也应该 是。 （我过去曾认为闭弦可以从非对易几何得 到，也许两者有关联）
Horava-Lifshitz引力理论的热力学行为以及全息暗能量的热力学描述.doc
Horava-Lifshitz引力理论的热力学行为以及全息暗能量的热
力学描述
2011年的诺贝尔物理学奖颁给了在Ia型超新星的观测而得到宇宙正在加速膨胀这一重要结论的三位天文物理学家：Sol. Pell Matt, Brian Schmidt以及Adam Riess。
通过观测数据分析表明,我们的宇宙正在加速膨胀。
如何解释这样的宇宙,就成为了宇宙学框架下最为重要的工作。
人们提出了引力修正理论来对Einstein引力场方程进行时空几何部分修正。
与此同时还提出了诸多暗能量模型,通过暗能量来提供排斥作用以抵消引力实现膨胀。
自从J.D.Bekenstein从经典广义相对论出发引入黑洞熵,黑洞热力学就成为人们研究的对象。
因此很多引力理论也在热力学方面引起了广泛的讨论。
本文首先介绍了现代宇宙学以及黑洞热力学的基础知识。
本文通过选取不同于Einstein理论的Horava-Lifshitz理论,来讨论不同的动力学框架下的热力学行为。
对Friedmann方程在Horava-Lifshitz引力理论下进行修正,并通过热力学第一定律推导Friedmann方程,还分别给出在表观视界和事件视界内Horava-Lifshitz引力理论的熵和温度的表达式,来验证广义热力学第二定律(GSL)在上述理论中的有效性。
经过分析我们发现,对于Horava-Lifshitz理论下表观视界内,GSL不依赖于相关的宇宙学量,而在事件视界内要对其进行有效性讨论。
由DGP膜世界启发的新的全息暗能1
由DGP 膜世界启发的新的全息暗能量全息暗能量的能量密度是以熵的区域面积定律为基础的，因此任何面积定律的修改能导致一个修改的全息能量密度。
在DGP 膜世界中，由和一个FRW 宇宙的表观视界有关的熵表示启发，我们在DGP 膜宇宙的框架中提出了一个新的全息暗能量模型。
我们研究这个新模型的宇宙学结论，并且通过选择哈勃半径，1L H -=,作为系统的红外截断来计算态参量方程。
我们的研究表明，由于额外维的影响，哈勃半径作为红外截断的鉴定，能够在西安当前宇宙的加速膨胀。
这与在标准宇宙中的一般的全息暗能量形成对比，这导致在没有暗能量和暗物质的相互作用时，选择哈勃半径作为红外截断的情况下态参量方程为0。
I ．引言现在，在观测方面存在很多的证据，能证明我们的宇宙处正处在一个加速膨胀的时期，它被一些未知的能量成分被认为是“暗能量”（DE ）所影响。
最近天文学家表明宇宙的70%以上的成分是由负压的暗能量[1]组成。
揭示暗能量的起源和性质成为现在宇宙最大的挑战之一。
很多暗能量的理论候选模型已经被提出。
其中那些起源于基本理论的模型例如量子引力已经引起人们很大的热情。
在DE 模型上的全面审查在[2]中可以看到。
对于DE ，当前引起很大热情的引人注目的候选者之一是所谓的“全息暗能量”（HDE ）提议（在[3-12]中能看到）。
这个模型是以全息原理为基础，它表明一个物理系统的自由度应当用它的边界面积衡量，而不是它的体积[13]，并且它应该被红外截断限制[14]。
这显示，在量子场论中由于形成黑洞的极限集[14]，UV 截断Λ应该和IV 截断L 有关系.如果4D ρ=Λ是由UV 截断引起的真空能量密度，L 的总的能量密度就不应该超过黑洞系统的质量32D BH D p E E L M L ρ≤→≤ （1）如果把最大的截断L 考虑到这个不等式中，我们就可以得到HDE 的能量密度为22222338pD c M c L GL ρπ== （2） 在文献中，HDE 模型已经被广泛的研究，并且应经被检测和被各种各样的天文观测限制[15,16]。
一类全息型暗能量模型的研究.doc
一类全息型暗能量模型的研究探索宇宙加速膨胀背后的物理本质已成为现代宇宙学研究的重要方向。
基于全息原理思想或K′arolyha′zy关系和量子力学海森堡不确定性关系，一种猜想暗能量能量密度平方反比于宇宙的某种特征尺度的暗能量模型——全息型暗能量模型被构建出来用以解释宇宙的加速膨胀。
本文中，我们讨论了一类以1∫t′an(t)0dtam(t′)为宇宙特征尺度且n, m 为整数的全息型暗能量模型。
首先，基于全息原理思想，我们讨论了用包括暴涨生成部分的全部共动视界η=∫tdt′0a(t′)作为描述宇宙的有效理论的红外截断、建立了η全息型暗能量模型。
模型认为宇宙现在的加速膨胀是由称为η全息型暗能量的真空能主导的，能量密度平方反比于宇宙的共动视界。
暴涨极大地放大了共动视界使得η全息型暗能量在宇宙演化过程中可以很好地近似成一个宇宙学常数，并且能量密度自然地在观测所需的量级。
另外，暴涨同时决定了辐射能量和η全息型暗能量在宇宙结束暴涨开始辐射主导时期的初始能量密度，自然地解释了目前暗能量和物质的密度在一个量级的巧合。
在目前的观测精度下完全可把η全息型暗能量当成宇宙学常数，而且全息原理思想和暴涨机制的结合自然地解决了精细调节问题和恰巧性问题。
其次，我们从宇宙在t时的四维体积提取出宇宙的类共形年龄1∫t′a4(t)0dta3(t′)。
基于Ka′rolyh′azy关系和量子力学海森堡不确定性关系，我们以这个类共形年龄为特征年龄构建了一个全息型暗能量模型。
模型和包括暴涨的早期宇宙演化相容且具有良好的解析性质，即在由物态方程为常数wm的物质主导的宇宙早期暗能量分数密度有近似的解析解de9(3+wm)2d2a2/4，使得模型是单参数暗能量模型。
拟合分析表明模型和观测数据符合得不错，模型参数d～O(0.1)，意味着在宇宙早期暗能量占有比例很小。
相比宇宙学常数模型，模型预言的物质当前分数密度要稍微大些而暗能量的物态方程的当前取值则明显低于1。
暗能量的理论问题
我们没有时间解释所有这些五类理论，仅说明一下第 一类，然后着重介绍全息暗能量理论。
超对称/超引力，超弦理论。 Witten喜欢说，目前没有一个超对称破缺机制是正确的， 因为这些机制在给出粒子谱的分立的同时，也给出一个 零点能：
传统上的超引力和超弦理论也没有办法完全绕开这个困 难。
这样的话，状态方程与目前观测结果吻合。特别地，当 d=1的时候，我们有
用现在关于暗能量的观测值带入，我们得到
最新的实验分析结果
全息暗能量模型的有许多好处，例如，它将所谓宇宙学巧 合问题归结为宇宙暴涨期延展时间。最近，也有人将全息 暗能量与WMAP实验的另一个宇宙学巧合问题联系在一起， 这就是微波背景辐射功率普四极矩的短缺问题。
暗能量的理论问题
1998年，两个独立的小组通过对Ia型超新星的研究得 出一个惊人的结论：我们的宇宙在加速膨胀。
无论是在老的Newton引力理论中，还是在Einstein的广义 相对论中，能量只产生引力，这样宇宙如果膨胀，只能 作减速膨胀，这一直是现代宇宙学的一个假定。
加速膨胀的宇宙，在Einstein理论中可以用一个所谓的宇 宙学常数来产生。用现代的量子场论的语言来说，就是存 在一个正的真空能量密度。
全息暗能量
近年来量子引力（包括超弦理论）的研究的一个重要结果 就是全息原理（holographic principle）。这个原理受到黑 洞的量子性质所启发。
全息原理说，一个区域的量子态都可以 Nhomakorabea这个区域的边界 上的自由度所描述。一个具体的例子是，黑洞的熵正比于 其视界面积：
一个不同于黑洞的系统，其熵比黑洞的熵小，从而上面的 等式变成不等式。
即使引入超对称，我们只能将120个量级改善到60个量 级。
全息的引力和全息暗能量的理论研究
全息的引力和全息暗能量的理论研究
本论文主要探讨了引力的全息原理在若干领域的应用。
第一,我们研究了熵引力理论。
我们发展了两套方案,分别从全息屏上的热力学第一定律和能流守恒方程推导出了爱因斯坦方程。
我们的方案相比Verlinde和Jacobson的方案包含更多细节。
比如我们证明时空中的爱因斯坦方程是边界上热力学第一定律成立的可积性条件,另外我们的结果显示黑洞熵在准静态过程中的变化是量子化的。
第二,我们研究了全息暗能量模型。
我们探讨了科西米尔能作为全息暗能量模型可能的物理起源,然后我们解决了全息暗能量的因果律和逻辑循环问题。
此外我们还提出了一个新的全息暗能量模型,其能把暗能量和暗辐射自然地统一在一个框架下。
第三,我们研究了全息的外尔反常和纠缠熵。
我们发展了一套简单的方法化简全息的外尔反常的推导。
我们的方法只需要处理少数相关项,另外对五维和七维时空我们不需要解引力场方程。
应用我们的方法,我们计算了全息的纠缠熵的log项,验证了Dong的全息纠缠熵公式。
第四,我们研究了f(T)引力理论。
我们证明了f(T)引力有五个物理自由度。
此外,我们发现由于没有局域的洛伦兹对称性,f(T)引力的黑洞热力学不再成立。
引力与宇宙学中的暗能量问题
引力与宇宙学中的暗能量问题引力是自然界中一种非常强大的力量，贯穿着整个宇宙，驱动着星系的形成和运动。
然而，在宇宙学中令科学家们困惑的是，引力的源头并非只有可见物质，还有一种被称为暗能量的神秘力量在背后发挥着重要的作用。
本文将探讨引力与暗能量之间的关系，以及暗能量在宇宙演化中的作用。
引力是由物质产生的，根据爱因斯坦的广义相对论，物体在时空中弯曲了周围的几何结构，从而导致了引力的出现。
在引力的作用下，星系彼此吸引，形成了庞大的星系团。
可是，科学家们发现，仅仅通过可见物质所产生的引力是无法解释宇宙学上的一些现象的，比如宇宙的加速膨胀。
于是，他们提出了暗能量的概念。
暗能量是一种无法直接观测到的能量形式，被认为是充斥整个宇宙的一种奇怪的能量。
暗能量以负的压强存在，通过其负压强的作用，暗能量对宇宙的膨胀施加了持续的驱动力。
暗能量的存在使得宇宙膨胀的速度不断加快，这与我们对经典力学的直观认识相悖。
暗能量的性质和起源仍然是一个未解之谜，科学家们正试图通过观测和实验来揭示其秘密。
通过对宇宙微波背景辐射的观测，科学家们发现了宇宙膨胀的证据，并得出了一个惊人的结论：暗能量占据宇宙总能量的约70%。
这意味着，我们所看到的物质只占据了整个宇宙能量的很小一部分。
这个发现引发了科学界的广泛讨论，大家开始思考暗能量的本质以及它对宇宙的影响。
暗能量对于宇宙的演化具有关键的影响。
根据宇宙膨胀的加速度，科学家推测，暗能量是量子场的一种形式，它具有负的压强是因为其量子涨落的特殊性质。
这种负压强的作用，不仅驱动了宇宙的加速膨胀，还抵抗了引力的吸引，从而导致了星系团之间的远离。
暗能量的思考引发了对宇宙学常数的重新思考。
宇宙学常数是爱因斯坦为了使宇宙动态与相对论相协调提出的，当时认为宇宙学常数代表了真空能的密度。
然而，随着暗能量的发现，科学家们认识到，宇宙学常数可能是由于量子场的涨落所导致的，而非真空能的恒定值。
虽然暂时无法观测到暗能量，但科学家们并没有停止追寻其秘密的脚步。
《全息暗能量》课件
概念提出：由物 理学家提出，用 于解释宇宙加速 膨胀现象
理论基础：基于 广义相对论和量 子力学
研究进展：目前 尚无定论，存在 多种理论模型
应用前景：可能 对宇宙学、天体 物理学等领域产 生重大影响
全息暗能量的应用场景
Part Three
全息暗能量的原理
全息暗能量的基本原理
全息暗能量：一种假设存在的能量形式， 与宇宙膨胀和暗物质有关
Part Five
全息暗能量的未来 发展
全息暗能量技术的发展趋势
技术突破：全息暗能量技术的不断 突破和创新
市场规模：全息暗能量技术的市场 规模不断扩大
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
应用领域：全息暗能量技术在更多 领域的应用和发展
技术挑战：全息暗能量技术面临的 技术挑战和问题
全息暗能量技术的未来应用场景
全息暗能量技术的未来发展方向
技术应用：在通信、医疗、军事等领域的应用前景 理论研究：对全息暗能量理论的深入研究和探索 技术突破：实现全息暗能量技术的突破和创新 国际合作：加强国际合作，共同推动全息暗能量技术的发展
THANKS
汇报人：PPT
造
军事训练：全 息暗能量在军 事训练领域的 应用，如虚拟
战场模拟
全息暗能量在混合现实中的应用
增强现实 （AR）：通过 全息暗能量技 术，增强现实 可以更加逼真 地呈现虚拟物 体，提高用户
体验。
虚拟现实 （VR）：全息 暗能量技术可 以提供更加真 实的虚拟环境， 提高虚拟现实
的沉浸感。
混合现实 （MR）：全 息暗能量技术 可以融合现实 和虚拟世界， 实现更加自然 的交互体验。
全息暗能量在增强现实中的应用
增强现实技术： 通过全息暗能 量实现更逼真 的虚拟与现实
宇宙中的暗能量究竟是什么
宇宙中的暗能量究竟是什么当我们仰望星空，那无尽的深邃和神秘总是令人心驰神往。
在宇宙的广袤之中，有着无数的奥秘等待着我们去探索，其中之一便是暗能量。
这个看似陌生又充满神秘色彩的概念，究竟是什么呢？要理解暗能量，首先得从我们对宇宙的认知说起。
长久以来，科学家们通过观测和研究，逐渐构建了关于宇宙的理论模型。
在过去，人们普遍认为，宇宙中的物质通过引力相互吸引，这会导致宇宙的膨胀逐渐减缓。
然而，令人惊讶的是，实际的观测结果却并非如此。
20 世纪末，天文学家通过对遥远星系的观测发现，宇宙的膨胀非但没有减缓，反而在加速。
这一发现让科学界大为震惊，因为它完全违背了我们之前基于引力理论的预期。
为了解释这一现象，科学家们提出了暗能量的概念。
那么，暗能量是如何发挥作用的呢？简单来说，暗能量被认为是一种充斥于宇宙空间的能量形式，它具有一种特殊的性质，能够产生一种排斥力，推动着宇宙加速膨胀。
这种排斥力与引力相反，引力是把物质相互拉近，而暗能量则是把物质相互推开。
想象一下，宇宙就像是一个巨大的气球，物质就像是气球表面的斑点。
正常情况下，我们会认为气球膨胀的速度会逐渐减慢，就像没有吹气时气球会自然瘪下去一样。
但暗能量的存在，就像是在气球内部有一种不断充气的力量，使得气球的膨胀速度越来越快。
但暗能量究竟是由什么构成的呢？这是目前科学界尚未完全解决的难题。
目前，有几种主要的理论和假说试图解释暗能量的本质。
一种被广泛研究的理论是所谓的“宇宙学常数”。
这个概念最早由爱因斯坦提出，后来被他自己称为“一生中最大的错误”。
但现在看来，这个宇宙学常数或许正是暗能量的一种可能解释。
根据这一理论，暗能量是一种均匀分布在整个宇宙中的恒定能量密度，不会随着时间和空间的变化而改变。
另一种假说认为，暗能量可能是一种动态的能量场，被称为“精质”。
这种精质场的能量密度会随着时间和空间的变化而改变，从而导致暗能量的效应也随之变化。
还有一些更加奇特的理论，比如“修改引力理论”，认为我们对引力的理解在宇宙尺度上可能存在偏差，不需要引入暗能量来解释宇宙的加速膨胀。
暗能量的性质及其在宇宙中的分布
暗能量的性质及其在宇宙中的分布引言：宇宙是一个充满奥秘的地方，我们对宇宙的认知仍然有很多未解之谜。
其中一个最引人注目的问题就是暗能量。
暗能量是一种神秘的力量，它被认为是推动宇宙加速膨胀的主要因素。
本文将探讨暗能量的性质以及它在宇宙中的分布。
一、暗能量的定义和发现暗能量最早被提出是在20世纪90年代，当时天文学家通过观测超新星爆炸的光度曲线发现了宇宙膨胀加速的现象。
为了解释这一现象，科学家引入了暗能量的概念。
暗能量被定义为一种负压力的能量，它具有反重力的作用，可以推动宇宙的加速膨胀。
二、暗能量的性质1. 负压力：暗能量的最显著特征就是它具有负压力。
正常物质的压力是正的，而暗能量的压力却是负的。
这意味着暗能量对宇宙的膨胀起到了推动的作用，使得宇宙的膨胀速度不断增加。
2. 均匀性：暗能量被认为是均匀分布在整个宇宙中的。
这是因为观测结果表明，无论是在宇宙的大尺度结构还是小尺度结构上，宇宙的膨胀都是均匀的。
而暗能量的均匀分布可以解释这种现象。
3. 恒定性：暗能量的密度在宇宙的演化过程中是恒定的。
这是因为随着宇宙的膨胀，物质的密度会不断减小，但是暗能量的密度却保持不变。
这种恒定性使得暗能量在宇宙中的作用不会随着时间的推移而减弱。
三、暗能量在宇宙中的分布1. 暗能量的比例：根据观测数据，暗能量占据了宇宙总能量的约70%。
这意味着宇宙中绝大部分的能量都是由暗能量所占据的，而正常物质只占据了约5%。
这个比例的巨大差异表明了暗能量在宇宙中的重要性。
2. 暗能量的分布：暗能量被认为是均匀分布在宇宙的每一个空间点上的。
这种均匀分布使得暗能量的作用是普遍的，无论是在宇宙的大尺度结构还是小尺度结构上，暗能量都对宇宙的膨胀起到了推动的作用。
3. 暗能量的演化：目前，暗能量的演化机制仍然是一个未解之谜。
科学家提出了许多假设，如宇宙学常数、动态暗能量等，但仍然没有得到确凿的证据。
未来的观测和实验将有助于揭示暗能量的真实面貌。
结论：暗能量是宇宙中一个令人着迷的谜题。
全息暗能量模型与宇宙空间演生现象的研究
全息暗能量模型与宇宙空间演生现象的研究近年来大量的天文观测揭示了宇宙正在作加速膨胀,对于加速膨胀的原因,现在许多学者将其归为未知的暗能量。
随着天文观测越来越精密,神秘的暗能量已经成为了国际前沿的研究热点。
另一个新的研究热点就是利用空间演生观点去描述宇宙。
本论文主要是关于全息暗能量模型与宇宙空间演生现象的研究。
论文首先回顾宇宙学的背景和标准宇宙学模型,然后简单地概述几种比较流行的暗能量模型。
接下来,在第三章中,我们在唯象层面上构建(m,n)型全息暗能量模型,它可以被看作是类共形年龄作为全息特征尺度的Agegraphic模型的推广。
对于某些明确的(m,n)值尽管暗能量与背景物质之间没有引入相互作用,但是这个全息暗能量模型的状态方程仍能够自动地演化穿越-1进入幽灵相。
我们的构建也适用于具有广义将来事件视界作为特征尺度的全息暗能量模型。
最后我们解决我们模型的稳定性问题,并证明在标量微扰下它们通常是稳定的。
另外,基于全息原理,Padmanabhan最近提出一个新奇的思想说我们的宇宙空间是随着宇宙时推移而演生。
特别地,宇宙的膨胀率是与全息视界表面的自由度数和内部空间自由度数之间的差值是相关的。
在第四章中,我们将这个范例推广到膜世界、标量-张量理论和f(R)理论中,并在宇宙的背景中分别成功地导出它们的Friedmann方程组。
于是这个思想的全息本质在更一般的背景中被进一步地论证。
全息暗能量的理论和数值研究.doc
全息暗能量的理论和数值研究暗能量问题是当前宇宙学乃至整个物理学领域中最具挑战性的问题之一为解决暗能量问题,人们构建了很多旨在理解暗能量本质或演化特征的理论模型。
这其中,我的导师李淼老师提出的全息暗能量模型占有重要的地位。
本文所要介绍的即是我们关于全息暗能量模型的一些理论和数值研究工作。
自提出以来,全息暗能量模型在理论与观测上都取得了巨大的成功。
但是,这个模型里面仍然有很多问题没有得到充分研究。
这其中最受关注的问题是宇宙命运问题——根据当前观测数据,全息暗能量模型下宇宙很可能会遭遇大撕裂的命运。
为了缓和这一问题,我们尝试着在全息暗能量模型框架下对原模型做了一些修正和推广。
其中一个尝试是考虑全息暗能量和暗物质(合称“暗组分”)之间可能的相互作用。
唯象地,我们考虑了具有Q∞ρdmαρdeβ形式的相互作用项。
相比通常考虑的Q∞Hρdm,Q∞Hρde等相互作用形式,我们考虑的相互作用形式不但非常一般,而且在物理上更加自然。
我们结合最新的宇宙学观测数据对相互作用的强度和形式做了细致的分析。
我们发现在2σ置信区间内,观测对暗物质增量(减量)的限制为小于9%(15%)。
我们还发现,当口足够大时,决定暗组分动力学演化的微分方程存在具备未来渐近de sitter时空性质的吸引子解,从而避免了大撕裂问题。
这是因为相互作用在未来有足够的强度,能够避免暗能量密度的无限增长。
我们进一步研究了观测给出的参数空间限制,发现可以在2σ置信区间内实现这样的稳定解。
为了进一步挖掘全息暗能量模型中的物理信息,我们将表征全息暗能量演化性质的参数c扩展为可以随时间变化的函数,构建了一般化的全息暗能量模型。
并对该模型下暗能量演化行为作了细致的分析。
我们特别选取了四种不同函数来参数化c,通过拟合最新观测数据给出了四种参数化下的暗能量的演化行为特征。
我们发现该模型能够比原始的全息暗能量模型更好地拟合宇宙学观测数据。
我们还讨论了该模型下的宇宙未来演化,发现该模型下完全可以避免大撕裂。
引力熵力和暗能量课件
李淼 中国科学院理论物理研究所
2019.06.03
2019/10/21
2019/10/21
2019/10/21
2019/10/21
本报告介绍Erik Verlinde最近的工作： On the Origin of Gravity and the Laws of Newton arXiv:1001.0785v1[hep-th] 以及一些后续讨论暗能量的工作。
2、视界必须取未来事件世界，宇宙才能加 速膨胀。
（也许事件视界可以从力和势能的关系获 得？）
2019/10/21
Damien A. Easson, Paul H. Frampton, George F. Smoot等人的文章点评 这篇文章建议用Hubble视界做整体全息屏 解释暗能量，有加速度
2019/10/21
2019/10/21
当试验粒子融入屏幕时，变成了正温度的 bits还是负温度的bits?
b 如果试验粒子变成了负温度的bits，就会 贡献负能量，破坏能量守恒。
所以，目前无法将暴涨模型纳入熵力框 架。
A No-go Theorem Prohibiting Inflation in the Entropic Force Scenario
2019/10/21
最后，我们问，空间并不完全是emergent 的，我们还需要等势面，在这些面上有一 些bits。 如果我们假想所有空间都是emergent的， 我们需要考虑这些bits如何导出。
2019/10/21
另外，引力既然是熵力，为什么Einstein方 程，特别是Friedmann方程，是时间反演不 变的？ 如何理解Penrose问题（宇宙初始时刻熵最 小）
全息暗能量和中微子的宇宙学观测限制.doc
全息暗能量和中微子的宇宙学观测限制全息暗能量模型是解释宇宙加速膨胀和暗能量强有力的候选者。
它以Friedmann方程为基础,运用膨胀动力学,加入全息原理,是典型的动力学暗能量模型。
宇宙学观测限制是除了模型选择之外,另一个文章重点。
天文学学家们源源不断提供精确的观测数据,从而使各个天文观测测量的联合限制成为模型以及若干参数的主要的研究手段。
在本文中,用到的观测数据有:微波背景辐射(cosmic microwave background)、超新星(Ia type supernovae)、重子声学震荡(baryon acoustic oscillation)、哈勃参数的直接测量(direct determination of H0)、空间红移畸变(Redshift Space Distortion)、弱引力透镜(Weak lensing),我们将利用一些观测数据结果联合限制全息暗能量模型以及宇宙学参数。
我们把文章分为两个部分来描述。
首先我们提出与之前不同的非平坦空间下的全息暗能量模型,它利用红外截断尺度通过未来事件视界求得暗能量动态演化方程,而选取的未来事件视界形式严格按照定义来执行,这样做似乎是更合理和自然的。
用最近的观测数据限制模型,它们包括SN、BAO、CMB、H0。
在超新星的数据中,我们考虑了颜色光度参数β随时间演化和常数情况两种情况。
从结果中我们发现,与常数β情况比较,演化的颜色光度参数β使卡方值减少到约35;在5σ处,β偏离常数;β(z)拓宽了全息暗能量模型参数c值,为0.72±0.06。
除此之外,用以上数据限制全息暗能量模型更倾向于得到一个开放的宇宙(大约在2σ处)。
其次,基于最新的宇宙膨胀历史和结构增长观测数据,包括Planck CMB、BAO、SN、H0、WL、RSD,对加入中微子的全息暗能量模型及参数整体拟合分析。
在全息暗能量模型拟合结果中,由以上数据限制得到了∑mv<0.186eV(2σ);Neff = 3.75-0.32+0.28(1σ)。
引力全息原理
引力全息原理各位科学爱好者们！今天咱们来聊一个超级酷炫又有点烧脑的概念——引力全息原理。
咱们先从简单的说起啊。
你可以把这个原理想象成是一种宇宙的特殊魔法。
平常呢，我们看到的世界是三维的，就像咱们生活的空间，有长、宽、高这三个维度。
但是呢，引力全息原理却告诉我们，在某些情况下，关于一个三维空间里的所有信息，包括引力的相关信息，居然可以被编码在一个低维的边界上，就像是二维的边界上。
这是不是很不可思议？打个比方吧，就好像有一个装满各种宝藏的大箱子，这个箱子就是我们的三维空间，里面有着引力这样神秘的东西在起作用。
而引力全息原理就像是一本特殊的魔法书，这本书的每一页（就是那个二维的边界）居然能把这个大箱子里的所有宝藏（三维空间里的所有信息）都记录下来。
这就好比你看一幅画（二维的），但是通过这幅画你能知道背后那个三维物体的很多信息一样。
那这个原理是怎么来的呢？这得从科学家们对黑洞的研究说起。
黑洞啊，那可是宇宙里的超级神秘的存在。
科学家们发现，黑洞的一些特性，尤其是和它的熵有关的特性，让他们开始思考是不是有这么一种可能性：黑洞周围的信息可以用一种特殊的方式和它的边界联系起来。
慢慢地，这个想法就扩展到了更普遍的引力情况，于是引力全息原理就逐渐成形了。
从这个原理来看，引力就像是一个很特别的演员，它在三维空间里的表演，其实都被记录在了二维的舞台边缘。
这意味着，我们可以通过研究这个低维的边界，来了解整个三维空间里引力的情况。
这就好像你不需要打开那个装满宝藏的大箱子，只要研究那本魔法书，就能知道箱子里的宝藏信息。
在实际的科学研究中，这个原理可不得了。
它让科学家们能够用一种全新的视角去看待宇宙中的引力现象。
比如说在研究宇宙大爆炸初期的时候，引力全息原理可以帮助我们理解在那个极端情况下引力是怎么工作的。
又或者在研究一些宇宙中的高密度物质的时候，这个原理也能给我们一些新的思路。
而且啊，这个原理还和量子力学有着千丝万缕的联系。
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诱导引力理论中的全息暗能量
孙祖尧&沈有根
我们宇宙的组成
1 暗能量74%
2 物质26%
暗物质22%
普通物质4%
暗能量
•自从20世纪初哈勃发现宇宙膨胀以来,人们一直认为宇宙的膨胀是减速的.然而1998,S.Perlmutter 和B.Schmidt两个小组,利用Ia型超新星作标准烛光精确测量距离-红移关系,发现宇宙是在加速膨胀的[A. G. Riess et al., Astron. J .116, 1009 (1998)][S. Perlmutter et al., Astrophys. J. 517, 565 (1999)].
•后来更多的天文观测,如新的超新星探测, WMAP 等对宇宙微波背景辐射的测量等, 都证实了暗能量的存在.
宇宙膨胀的动力学
•对于符合宇宙学原理的,均匀各向同性的四维时空来说,其度规为Robertson-Walker 度规
•把宇宙学原理应用到描述宇宙物质平均状态的
能量－动量张量,可以对物质在Robertson-
Walker 度规所描述的宇宙中的行为有较深入的
了解.由此我们知道,可以将物质的能量－动量张
量写为如下形式
而这也正是理想流体的能量－动量张量所取的形
ρ
式.对于理想流体来说, 和p分别是在测量时刻正好与流体共动的局部惯性系里的观测者所测到的能量密度和压强. 宇宙的能量－动量张量必取和理想流体同样的形式,因而在宇宙学研究
中我们经常采用理想流体模型.
•宇宙的能量-动量张量应该是守恒的
对于0分量，由此可以得到
这是我们在热力学中很熟悉的形式
对于最简单的状态方程:
能量密度与宇宙标度因子的关系是
•宇宙学常数
引入宇宙学常数后,场方程变为如下形式：
将项移到方程的右边,可以看出宇宙学常数,其实提供了一个等效的能量-动量张量.它的能量密度和压强分别是：
μνg Λ
•Quintessence
•由理想流体的能量-动量张量形式,得到Quintessence的能量密度和压强分别是:
由此我们可以得到它的物态方程参数:
w 可在0到-1之间变化.并且一般来
说,w 不再是一个常数,而是变化的.
•Phantom
Phantom的能量密度和压强分别是:
因而它的物态方程参数为:
•很明显地,与Quintessence相
比,Phantom可以实现w < -1.
•Quintessence 和Phantom 虽然可以分别实现w > -1和w < -1,但是却不能实现w 穿越-1.为了解决这个问题Quintom 被提了出来.Quintom 实际是由
Quintessence 和Phantom 两场构成的.它的拉氏量是:•
它的物态方程参数：
•Quintom
Holographic Dark Energy
•全息原理(The Holographic Principle)是由1999年诺贝尔物理学奖获得者、荷兰乌得
勒支大学的特·霍夫(Gerarad't Hooft)于1993 年提出的.这个尚未被证明的原理告诉人们：任何表面的相邻区域,确实拥有最大量的信
息.换言之,一个房间的信息量不是由房间的体积,而是由外墙的面积来决定的,这与人们的直觉恰好相反.该原理的另一个主张是,普朗克长度大小的面积只能含有大约1比特的信息.
将全息原理应用于宇宙学就产生了全息暗能量的概念.
Cohen, Kaplan 和Nelson 提出,对于希尔伯特空间任一具有能量E 的态,所对应的史瓦西半径Rs ～E 小于红外(IR)截断L .这样最大的熵就是.并且可以得到红外(IR)截断和紫外(UV)截断的关系
4/3BH S L 所能取的最大值,就是上式取等号时的值. 由此我们可以得到相应的能量密度：
我们取L 为现在宇宙的尺度,则该能量密度可充当暗能量的角色.Hsu 指出,若取哈勃尺度为红外截断,则不能给出宇宙的加速膨胀[Phys.Lett.B594:13-16,2004, hep-
th/0403052 ]. 随着研究的进展，李淼发现若取L 为宇宙的事件视界,则可以给出加速膨胀[Phys.Lett.B603:1,2004 ,hep-th/0403127] .龚云贵将这一结论推广到了Brans-Dicke 理论中[Phys.Rev.D70:064029,2004 ,hep-th/0404030 ]. 我们则尝试在诱导引力理论中探讨这一问题.
诱导引力理论是对称性自发破缺的引力理论.对称性自发破缺这一概念在物理学的许多领域中是很有成效的. 例如在弱电统一理论中,费米弱耦合常数G F,就是由真空自发破缺决定的G F~ 1/v^2, v 是希格斯场的真空期望值.而在爱因斯坦理论中也有一个耦合常数G N, 并且它的量纲与G F完全相同,都是M^-2.
A.Zee, Broken-Symmetric Theory of Gravity,1979 Phys.Rev.Lett. 42 417
设当时取最小值.令则作用量就退化为爱因斯坦作用量,其中：
v =ϕ)(ϕV v =
ϕ下面我们具体讨论诱导引力理论中的全息暗能量问题。
采用平坦的R －W
度规
从平坦的R－W度规及诱导引力理论的作用量出发,可以得到几个决定宇宙演化的主方程：
可以得到
把它们代入决定宇宙演化的主方程,我们可以得到指数解:
Fischler和Susskind建议取粒子视界为红外截断.粒子视界为:
我们已经假设了指数解. 在我们的模型中取
则有
代入宇宙演化的主方程,解方程可得
我们可以得到
ε
n 与的关系如图所示.由此可知,在此情形下,宇宙膨胀是加速的.
谢谢。