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第十三章 宇宙研讨会

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013宇宙研讨会

4118年11月19日张冲志随着威滕教授到达了芝加哥大学,参加名为新物理及宇宙学前沿研讨会。

芝加哥大学是经济学、法学等社会科学学科的世界级重要大学,自曼马顿计划以来,大批科学家汇集于此。

4045年月12月2日,在着名物理学家恩利克.费米的领导下,在芝加哥大学建成了第一座可控核反堆,成功产生可控的核裂变链式反应。

这是原子能时代的一个重要里程碑,为4048年的原子弹的成功爆炸奠定了基础,芝加哥大学也因此被称为“原子能诞生地”。

芝加哥大学与轩辕国大学交流很多,轩辕裔挪贝恩物理学奖得主扬振宁、李正道、崔琦均在芝加哥大学取得物理学博士学位.

陈省身这位世界级数学大师、微分几何学之父也在芝加哥任过教,轩辕人着名校友有数十位。

近几年来芝加哥天文和物理学在世界排名越来越重要,许多重要会议常在这里举行。

在数理学部的天文与天体物理系会议室内,聚集了来自世界各地的天文学、天体物理学、理论物理领域的许多科学家。

在会议开始前,看到许多科学家都忧心重重的样子,让张冲志有些不解,不过随着会议的进行,事情逐渐展开,张冲志才明白过来。

原来这个会议在今年5月底,已在盎撒国剑桥大学的kavli宇宙研究所召开过,那次会议,主要讨论了Lambda-CDM宇宙模型后院起火的可能性。

这次会议召开的平平和和,认认真真,虽然低调,但张冲志通过几位学者的谈论,也分析出两个原因:

一个是描述当前宇宙膨胀速率的哈勃常数HO通过正向距离阶梯测量(利用银河系内造父变星几何测距,加上近邻星系变星周光关系进行测量)得到的值。

与用反向距离阶梯(用宇宙微波背景辐射变量作为基准,用声学视界作为标尺,结合宇宙学模型反推H0)推断出的结果对不上。

planck的测量结果和今年AdamRiess组结合Gaia新测量得到的哈勃常数出现了明显的差异,显着度已经到了4个Sigma,按照天体物理的标准已经是相当瞩目了。

几年前两个测量标准阵营还对测量误差有期待,现在大家开始心平气和的讨论新物理了。

在会上芝加哥大学天文系着名天文学家弗瑞德曼教授,Hubble Ho关键项目负责人,用郑重的语言说:

“说哈勃测量出现差异是真的了,我觉得现在可以赌上你的房子啦!但是暂时不要把你的孩子赌上!”引得一大帮科学家大笑起来。

可笑过之后还得回到现实讨论这个难题。

第二个问题也是测量的问题,这是关于宇宙中物质比例的参数(Omega-m)和描述原初密度扰动程度的参数(singma-8-原初密度扰动在8MPc/h尺度上扰动的方均根),这两个参数在CMB测量和弱引力透镜测量也对不上了。

目前弱引力透镜测量还刚起步,若干系统问题还有待改进,因此这个差异的显着度在1-2个Sigma之间。

不过随着各种测量手段和仪器被开发出来,许多参数都发布出来,就象KiDS,DES,HSC等独立的大尺度宇宙学巡天器,发布宇宙剪切场参数限制后,张冲志惊讶地发现虽然各家的结果有各家的问题,但大家和Planck的结果都不在一方向上。

近几年,特别是4118年这么集中地看到宇宙学参数限制,让科学家们很是挠头。

在会上张冲志就看到了CMB非各向同性率谱,CMD透镜测量,星系相关系数,宇宙学剪切场,星系——星系弱引力透镜,和星系团作为宇宙学工具轮番上阵。

各种学派都在阐述自己的测量结果和理论,真是你方唱罢我登场,各有各的道理。

另外据威滕教授讲,明年DESI开光,DES和HSC继续开疆扩土,一批微波背景辐射的小尺度项目上马,到时会更加精彩。

不过现在这个会,是试图解决上面两个不一致的问题,虽然文章和思路已经有许多,不过题目实在是太难。

因为解决了一个的理论工具,往往会让另一个更加难看。最后无法统一,只好留待下次会议再讨论,等待测量数据的进一步丰富。

就象哈佛大学着名宇宙学家尼尔.埃森斯所说的“需要两个神仙一起显灵才行”。

接着在这会议又宣布了一个好消息,由Caia发布的,他们用16亿颗恒星的精确天体测量数据,也就是用1%的银河系恒星构建了一个无比精彩的宇宙家园的蓝图。

威滕教授在讨论对张冲志说:“这些数据发布的重要性很大,是天体学的基础,毫不夸张地说,这改变的是整个天体物理学的面貌,和后面一代人对于守宙的理解。”

会上还发布了关于银河系内部银晕巨大的Gaia-Enceladus结构的发现,印证了我们的银河系家园在百亿年前经历的动荡:

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