超弦理论与宇宙学的挑战.pdf

宇宙学专题 第六讲! 超弦理论与宇宙学的挑战! 李! 淼( （中国科学院理论物理研究所! 北京! )%%%*% ） 摘! 要! ! 超弦理论从根本上改变了人们对时空的看法，时空在弦论中只是一种宏观体现+ 弦论中的非经典时空 影响早期宇宙的发展，在一些观测宇宙学的实验中人们也许会发现弦论的效应，例如微波背景辐射的功率谱的反 常+ 最近发现的暗能量也对弦论宇宙学提出了挑战+ 关键词! ! 弦论，量子引力，暴涨宇宙，暗能量 !#$$%’%( ) (*+)’ *%,+- #. /,(0,$,’- ,- ./01( （!#$%$$’ () *+’(,’$%-./ 0+1#%-# ，2+%’#’ 3-.4’51 () 6-%’-’# ，7’%8 %9: )%%%*% ，2+%. ） 12(*+#/*3 3 2304567/85 90: ;54185 0 585=57 414537 / :7=/ 7951=? ，;@7 A5 :7/BB B04C 0 D@E08570B D1=6 8@B07/1 1D :7=/ 7951=? / 0 7/85 E535E57 ;04C=1@E+ 27=/ 5DD547: 80? 31::/;B? ;5 D/=:7 E/:41F5=5E / 45=6 70/ 5G35=/857: / 1;:5=F07/10B 41:81B1? ，:@49 0: 795 31A5= :3547=@8 850:@=5857: 1D 795 41:8/4 8/4=1A0F5 ;04C=1@E+ H95 5AB? E/:41F5=5E E0=C 55=? 80? 41:7/7@75 795 81:7 /831=707 490BB55 71 :7=/ 7951=?+ 4%-5,+.(3 3 :7=/ 7951=? ，I@07@8 =0F/7? ，/DB07/10=? @/F5=:5 ，E0=C 55=? 杂，较大尺度上的物理可以用较少参数的可重正化 )! 弦论与量子引力 的量子场论来描述+ 当然，我们这里所谈的较小尺度 和较大尺度也是相对而言+ 在粒子物理中，较大尺度 $% 世纪的物理学的颠峰之一是量子场论+ $% 世 指的是物理过程发生的时空区域，在最高能的加速 纪初人们建立了量子理论和相对论，这两个理论是 器上，这个区域大约是)% J )M 48 左右，小于这个尺度 整个$% 世纪新物理学的基石+ 到了$% 世纪下半叶， 上的物理有待于下一代加速器来探测+ 量子理论与相对论的结合成了理解一切微观世界的 重正化的粗粒化过程也许在量子引力中失效+ 基础+ 人们发现，所有的微观物理现象特别是基本相 要理解这一点，我们需要了解量子引力理论的发展 互作用都可以用量子场论来描述+ 不仅如此，一些复 史+ 引力量子化直到$% 世纪M% 年代才被人们严肃 杂的现象如凝聚态物理中的许多问题也可以用量子 对待，到了N% 年代，初步的量子化尝试说明通常的 场论来研究+ 量子场论方法在这里完全不适用+ 量子场论中最常 基本相互作用之所以可以用量子场论来描述， 用的办法是先确定一个经典过程或者经典背景，然 除了因为一切现象满足量子力学的规律以及相对论 后假定在这个经典背景下场的量子涨落比较小，可 以外，另一个深刻的原因是较大尺度上的物理现象