🐣 👩🏿‍🤝‍👨🏾 🤘🏾 早期宇宙2.通货膨胀宇宙学：我们的宇宙是多元宇宙的一部分吗？第二部分 👼🏻 ✨ ✌🏽

在免费讲座的网站上，麻省理工学院开放式课件（OpenCourseWare）发布了关于艾伦·古斯（ Alan Gus）宇宙学的一系列课程，艾伦·古斯是宇宙通货膨胀模型的创造者之一。

我们为您提供第二讲的翻译：“通货膨胀宇宙学。我们的宇宙是多元宇宙的一部分吗？第2部分。

通货膨胀和弦理论的前景
首先，我想简单地重复一下我们上次讨论的内容，这是我们今天将要完成的回顾演讲的一部分。上一张幻灯片的总结在五张幻灯片中给出。我们首先讨论标准的“大爆炸”，我的意思是指没有通胀的大爆炸。我注意到实际上，该理论仅描述了爆炸的后果。它从对宇宙的描述开始，宇宙是一种热的，密集的粒子物质，它或多或少均匀地填充了所有可用空间并膨胀。

宇宙通货膨胀是“大爆炸”的前传。她描述了排斥性引力如何将相对论早期的一小部分带入巨大的指数膨胀过程。我们可见的宇宙就是这种事件的结果。

这样的站点的总能量可能很小，甚至可能恰好为零。这可能是由于以下事实：填充空间的重力场对能量有负面影响。据我们判断，在我们真实的宇宙中，正贡献和负贡献大致相等。他们可以互相补偿。因此，总能量可以为零，这使您可以创建一个巨大的宇宙，从无到有或几乎没有。

第二点是通货膨胀的证据。为什么我们认为我们的宇宙极有可能经历通货膨胀？我已经指出了三个原因。首先，通货膨胀可以在很大程度上解释宇宙的均匀性。宇宙的大规模同质性在宇宙微波背景辐射中最为明显。我们看到它是均匀的，精确度为百分之一十。如果我们对地球的运动进行调整，那么无论其方向如何，它在整个天空中的强度都是相同的，精确度为百分之一十。

其次，通货膨胀可以解释Ω值的显着事实，其中Ω是宇宙的实际质量密度除以临界质量密度，即使宇宙完全平坦的密度。我们知道，在大爆炸之后的第一秒，它们的比率等于1，精确到小数点后15位。在通货膨胀之前，我们完全没有这个事实的解释。但是，通货膨胀使Ω接近统一，并向我们解释了为什么在大爆炸开始时Ω如此接近统一。

实际上，通胀是一个预测。我们假设如果通货膨胀理论是正确的，则Ω仍应等于1。测量Ω并获得1.0010±0.0065的值，在我看来，这是一个奇妙的结果。最后，通货膨胀为我们在宇宙中看到的异质性提供了解释。她将其解释为通货膨胀期间发生的量子波动。通胀结束后，量子涨落导致某些地方的通胀持续时间比其他地方更长。因此出现了这些异质性。

目前，我们可以非常准确地测量这些异质性。当然，异质性在星系水平上是巨大的，在这里它们是显而易见的，但它们很难与早期宇宙联系起来。因此，借助于对宇宙背景辐射的深入研究，我们可以在观测到的东西与早期宇宙的理论之间进行最准确的比较。宇宙背景辐射并不完全均匀，强度的波动很小。这些波动处于十分之一的水平，我们目前可以观察到它们。

通货膨胀可以清楚地预测这些波动的频谱，以及其强度应如何根据波长变化。上次我给您展示了一个带有普朗克卫星数据的图表。预测与理论之间的对应关系是惊人的。我们将在课程结束时返回到此。

最后，在上一讲中，我开始谈论通货膨胀的可能后果，例如多元宇宙。我们的宇宙可以嵌入到由许多宇宙组成的更大的实体中，我们称之为多元宇宙。关键是，大多数模型倾向于导致永久性通货膨胀。一旦通胀开始，通胀就不会停止。

其原因是引起膨胀的亚稳态重力排斥物质衰减，但与此同时它却呈指数膨胀。对于典型模型，指数膨胀比衰减快得多。因此，尽管该不稳定物质衰减了，但其总体积实际上并没有减少，而是随时间呈指数增长。

但是，物质会发生衰变，无论衰变发生在何处，都会形成所谓的口袋宇宙。我们生活在这些口袋宇宙之一中。随着整个系统的增长，口袋宇宙的数量会随着时间呈指数增长，据我们所知，它将永远持续下去。这是通货膨胀导致的多重宇宙图景。

在演讲的最后，我谈到了一个问题，这一问题对于我们对物理学和宇宙学的现代理解非常重要。这是暗能量的发现。在1998年左右，人们发现，宇宙的膨胀并没有像人们所期望的那样在重力的影响下减慢，而是加速了。宇宙膨胀的速度越来越快。

这表明当前空间中充满了引力排斥物质，我们称其为暗能量。关于暗能量的最简单的解释就是真空的能量，空的能量。空间的能量密度恰好具有我们观察到的特性。因此，在暗能量和真空能量之间建立联系似乎很自然。

起初，真空的能量可能看起来很奇怪。如果真空是空的，为什么要具有能量密度？但是在量子场论中这并不奇怪，因为在量子场论中真空实际上并不是空的。在量子场论中，没有真正的空虚之类的东西。而是在真空中发生恒定的量子场波动。在现代的粒子物理学标准模型中，甚至存在一个称为希格斯场的场，该场除了起伏外，在真空中的平均值也不为零。

因此，真空是非常复杂的条件。它处于真空状态，处于最低可能的能量密度状态，但是该密度不必为零，并且似乎没有任何理由将其设为零。因此，毫无疑问地解释真空可以具有非零能量密度的事实。当我们试图了解这种真空能量的大小时，就会出现问题。如果真空具有能量密度，那么根据我们的假设，它应该比我们以宇宙膨胀加速形式观察到的能量密度大得多。

在粒子物理学中，真空能的典型数量级比根据观察到的宇宙膨胀加速度获得的数量大约120个数量级。这是一个大问题。我们开始讨论该问题的可能解决方案。这只是一种可能的解决方案，没有人说这是绝对正确的。该决定基于弦理论，尤其是基于称为弦理论领域的思想。

大多数弦理论家认为弦理论没有独特的真空。取而代之的是大约^10,500
各种亚稳态，尽管它们是亚稳态的，但与我们宇宙的年龄相比，它们的寿命很长，寿命也很长。因此，这^10,500个不同状态中的任何一个都可以充当口袋宇宙之一的真空。

而且，来自景观的任何真空状态都可以在某种口袋宇宙中实现，因此实际上体现了弦理论中出现的所有可能性。每种类型的真空都有自己的能量密度，因为在量子场论中会产生正负贡献。

典型状态的真空能可以是正或负。对于这^10,500个不同的真空，能量密度的范围从-10 ¹²⁰到+10 ¹²⁰观测值变化。观测值在此范围内，但只是可能值的很小一部分。

学生：选择-10 ¹²⁰至+10 ¹²⁰的范围仅仅是因为我们看到120个订单之间的差异，还是有其他原因？

老师：当我们谈论120个数量级的差异时，更准确的说法是典型能量范围的估计值是观测值的10 ¹²⁰倍。实际上，10 ¹²⁰仅在几个数量级内才是准确的，10 ¹²³可能是稍微更准确的数字。但就我们的目的而言，这就足够了。

学生：关于通货膨胀性质的一般问题。我们相信有吸引力的引力控制着物体在太空中的运动。那么为什么我们认为斥力控制空间本身的膨胀呢？

老师：她的行为有所不同。在广义相对论中出现的排斥重力不仅仅是具有相反符号的普通重力。如果我们有两个物体，那么普通的重力会使它们以与这些物体的质量成比例的力相互吸引。排斥重力是由它们之间的空间中的负压引起的效果。因此，如果有两个物体，它们将开始彼此加速一个完全独立于其质量的量。

排斥力不是由质量产生的。这种力量是完全不同的，因此我们无法对其进行比较。无论如何，当所有事物都彼此远离时，是一个问题，是考虑这种运动是空间的扩展，还是将其视为物体在空间中的运动。在相对论中，没有办法将针刺入太空，用别针将其固定，并说它是静止的。因此，我们不能说空间是否在移动。

在宇宙学中，图片通常更简单，其中空间随物质扩展，我们通常将使用此类图片。这样可以更简单地描述正在发生的事情。好问题。

学生：为什么早期宇宙中的能量似乎接近于零？是否有理论模型可以解释或预测其完全为零？

老师：是的，有这样的理论。在封闭的宇宙中会发生这种情况。即使宇宙几乎是平坦的，它仍然可以关闭。如果关闭，则其能量必须恰好为零。

学生：宇宙微波背景在各个方向都是相同的。这暗示着宇宙学原理对整个宇宙都是有效的。在现实中，在很大的范围内，宇宙是否可能是异质的，现实中好像是斑点的，只是斑点非常大？我们在这样一个地方真正地拥有什么？与其他距离很远的地方有何不同？

老师：如果多重宇宙的图片是正确的，那当然可以。她准确地预测了这一点。使用您的术语，其他袖珍宇宙可被视为其他地方，它们与我们观察到的将有很大不同。

因此，通货膨胀改变了对此问题的态度。以前，在通货膨胀之前，宇宙的均匀性没有任何解释，因此这是一种假设。没有人假设宇宙在某些尺度上是均匀的。如果提出了一个假设，则只需断定宇宙是同质的，就使用了这样的假设。

但是现在，当我们认为宇宙的均匀性是由动态过程（通货膨胀）引起的时，自然会问这个问题：通货膨胀会产生多少大小的均匀性。当然，这个大小比我们可以观察到的要大得多。因此，我们真的不打算看到由各种通胀焦点引起的异质性。但是通货膨胀模型使我们很可能认为，如果我们能看得足够远的话，他们就会看到它们。

学生：如果宇宙在扩展，我们也在扩展，那么我们如何观察距离的变化？

老师：一个很好的问题。似乎如果宇宙膨胀了，那么一切都会膨胀。如果一切都扩展了，然后用尺子测量某些东西，我们得到的长度是相同的。我们如何看待一切都在扩大？这个问题的答案是，扩大宇宙并不是真的意味着一切都在扩大。当他们说宇宙在膨胀时，他们的意思是银河系之间的距离越来越远，但单个原子却没有增加。

由原子数量及其大小决定的标尺长度不会随宇宙而增加。当前，膨胀部分是由于排斥引力引起的，这导致宇宙迅速膨胀。但基本上，现在的扩张只是来自大爆炸的剩余速度。在这种情况下，物质仅在空间中移动，并且该移动不会导致原子变大。

学生：我们宇宙的未来是什么？它会无限期扩展，还是会在某个时候停止？

老师：您可能猜到了，没有人真正知道。但是，我所谈论的模型在我们的口袋宇宙和整个多重宇宙的层面上给出了明确的答案。在我们袖珍宇宙的水平上，我们的宇宙将变薄。生命最终将变得不可能，因为物质的密度将变得太小。

也许宇宙会腐烂。我们的真空度可能并不完全稳定。如果弦论是正确的理论，那么弦论中几乎没有什么东西是稳定的。但是，即使真空衰减，它的膨胀速度也会比其衰减快。因此衰变将导致我们宇宙中的空洞。看起来像瑞士奶酪。但是，就我们所能判断的而言，整个宇宙只会以指数方式永远膨胀。

多元宇宙是一个更有趣的对象。正如我所说，多元宇宙将不断创造新的口袋宇宙。即使多元宇宙中的每个口袋宇宙都形成了，然后最终死了，也因为完全变薄而死了，变成了虚无，它将永远存在。

学生：除了上一个问题。您是否允许循环过程？即宇宙膨胀，达到最大值，然后开始收缩，坍塌，然后又开始膨胀，一切重复吗？

老师：确实存在这样的机会，并且有人非常重视这个机会。我没有看到任何证据。此外，从来没有，现在也没有合理的反弹理论，应该成为该理论的一部分。

学生：除了宇宙常数之外，不同的真空还有什么不同？

老师：他们可以有很多不同的方式。它们的内部结构在空间上的排列方式根本不同。如果您不深入研究我本人可能无法完全理解的细节，那么弦论认为空间具有九个维度，而不是我们观察到的三个维度。九个尺寸变成了三个尺寸，这是由于以下事实：附加尺寸被扭曲成微小的结节，这些结节太短了而看不到。

但是，存在许多不同的方式来扭曲这些额外的尺寸，这导致了很多可能的真空。可以以不同的方式扭曲其他测量。这意味着这些真空中的低能物理可能会非常不同。几乎所有内容都可以不同，甚至空间的尺寸也可以不同，因为您可以使用不同数量的扭曲尺寸。

粒子的集合可以完全不同，因为我们认为是粒子的实际上只是真空的波动。 , , , . , , , , , , , .

: , , , , , ?

老师：颗粒计数可能无法保存。当区域之一在膨胀期间呈指数膨胀时，其中的能量用粒子语言无法很好地描述。根据字段进行描述。场有时表现得像粒子，但并非总是如此。原则上，存在关于粒子的描述，但是不如关于字段的描述那么明显。

, , , . , , . . , , , , . , , , , , . , .

然后，该区域最终破裂。当它衰变时，新的粒子诞生了，大量的新粒子出现了。这就是我们赖以生存的实质。出现新粒子的数量明显超过开始膨胀时该区域内的粒子数量。

学生：那么通货膨胀期间发生的一切都取决于能量守恒定律吗？

老师：在我看来这是一个夸张，因为如果什么也没发生，那么能量也将被节省。因此，要描述宇宙的发展，您不仅需要节能。

人类原则
让我们继续。我确定了弦理论的前景以及它如何形成所有这些可能的真空。弦理论有^10,500个不同的真空度。我们确实不知道确切的数量，但是大约等于这个庞大的数字。总数中只有10 ^-120个真空吸尘器几乎没有能量。因此，能量密度分布在我们观察到的真空能量的+10 ¹²⁰到-10 ¹²⁰之间。

这意味着我们观察到的能量仅在中间狭窄切入，占据10 ^-120 . , , . , , . , 10 ^-120 .

, 10 ^-120 10 ⁵⁰⁰ 10 ³⁸⁰ . , , 10 ³⁸⁰ , . , , , , . , , , .

, . , , , , , , , . , , .

我们居住的地方在许多方面都非常不寻常，但是简单而定量的参数之一就是质量密度。这个房间周围物体的密度大约是每克厘米1克，可能是它的10倍左右。 10对我要说的不是很重要。

事实是，可见宇宙的平均质量密度约为10 ^-30克/立方厘米。这真是令人难以置信。这比我们在地球上拥有更好真空系统的实验室所能达到的密度低得多。

在我们居住的地方，密度为10 ³⁰ , . . . , ? , ? , . ? , ?

, , , , . , . . , , , , . 10 ³⁰ .

, , , . 1987 . , , , , .

, . , , , , . , . , — .

. , . , , , , - , , . , .

, , , . , , , .

相反，如果真空能量密度为负，但与我们观察到的相比更大，则将出现较大的负加速度。这样的宇宙只会在很短的时间内收缩，坍塌，对于我们所知道的任何类型的生命来说，形成速度都太快了。因此，有一个物理论点声称只有在真空的能量密度非常小时才能形成生命。

温伯格和他的同事计算了星系形成的要求。事实证明，为了形成星系，真空能量密度不应超过观察到的能量密度约5倍。这可能是一个解释。尽管这当然不是公认的解释，但却引起很大争议。

一些物理学家接受这种选择思想。我倾向于接受它。但是许多物理学家认为这是绝对荒谬的，他们说这样的论点可以解释任何事情。这有些道理。如果需要，您可以通过断言生命的出现是必要的来解释很多。

因此，我认为，选择效应或人类原则的争论应始终被视为最后希望的争论。就是说，直到我们了解弦论的概貌，并且不详细了解弦论，并且直到我们真正了解创造生命所需要的东西之前，我们真的无能为力，而不是为人类原则提供合理的论据。

但是这些论点听起来很合理。我认为其中没有任何不合逻辑的内容，它们很可能是某些事情的解释。正如我指出的，这解释了为什么我们生活在我们自己可见的宇宙中如此不寻常的地方。当寻找更直接的解释失败时，选择效应的论点就变得很有吸引力。在试图解释真空的极低能量密度的情况下，其他解释均未成功。我们没有定量，直接的了解为什么真空的能量应该这么小。

, , , , ? . , , , , , . , , . , . , , , . , , .

, . , . . 1% , , , .

, . , , , , . -, , , , .

第二点是，1998年，天文学家发现了一个令人惊奇的事实，即宇宙的膨胀并不会随着膨胀而减慢，而是会加速。这表明在宇宙中必须存在一些不同于我们已经知道的物质的特殊物质，这种特殊物质被称为暗能量。我们对它是什么没有简单的解释，但是很可能是真空能量。如果是这样，那么这将立即引发一个重要问题，即我们观察到的这种能量为何如此重要。显然，它比您预期的要小得多。

第三，研究弦论的理论家给了我们一个有趣的解释。他们说，也许根据物理学定律，没有单一的真空，但是弦理论预测到的真空有很多。如果是这样，那么我们假设在许多不同的真空中，将有大量能量密度非常低的真空。它们在不同真空度的总数中所占的比例可忽略不计，但是尽管如此，还是有很多真空度。然后，选择效应的想法可以解释为什么我们生活在如此异常低的真空度中，而这种真空度具有如此低的能量密度。

我想以一个小故事结束。物理学家到底有多认真对待这一切？我将告诉您几年前在会议上进行的对话。我将从马丁·里斯开始。这是一位来自英国的天文学家，一位皇家学会的前任主席，一位三一学院的前任校长，顺便说一句，他是一个非常受人尊敬的好人。他说，他对多元宇宙充满了信心，可以把他的狗的生命继续下去。

斯坦福大学的安德鲁·林德（Andrew Linde）是多元宇宙概念的真正发烧友，也是通货膨胀理论的创始人之一。他说，他对多元宇宙充满了信心，可以将自己的生命付诸实践。史蒂夫·温伯格（Steve Weinberg）不在这次会议上，但他写了一篇文章后来发表了评论，并对此发表了评论。您认为他准备交付什么？他说，他对多元宇宙充满信心，因此准备把安德烈·琳达（Andrei Linda）的生活和马丁·里斯（Martin Reese）的生活带给她。

到此结束我们的简要回顾。在我们开始课程之前，是否有任何疑问？

学生：选择效应声称Ω为1，并且真空能远小于其能值，仅是因为生命存在于这些限制之内，所以生命只能以这种方式存在。但是我们正在考虑基于碳的生活。如果还有其他一些生命形式可以让您拥有不同的能量，密度等等，该怎么办？

老师：是的，您所指出的当然是选择效应论点的最大弱点。我们确实了解碳基生命，即与我们类似的生命，并且我们可以谈论这种生命需要哪些条件。但是也许有一种生活与我们完全不同，我们对此一无所知，并且可以在完全不同的条件下生存。这确实是一个弱点。

不过，我想说的是，尽管这也可以争论，并不是每个人都会同意我的观点，但是如果我们要解释我们所生活的那部分宇宙的不寻常特征，也会出现类似的情况。用我以前使用的示例说，我们生活在一个质量密度比平均值高10-30倍的地方。如果我们准备使用人类原则的论点来解释这一点，那么我认为这里也会出现同样的问题。

如果在现实中，宇宙中有另一种生命充实，并在真空中繁衍生息，那么与成为生活在地球表面上的极为不同寻常的生物相比，我们有更大的机会成为其中一个。因此，我认为这是一个可能要牢记的弱点，但我认为这不应完全禁止我们使用这些论点。尽管这肯定是一个怀疑的机会。

学生：您上次提到，构成多重宇宙的各个袋装宇宙是彼此分开的，尽管它们在原始真空中以小区域出现。它们如何彼此分离？如果它们都在同一个空间中形成，是否不保留在该空间中？

老师：它们确实保留着，但是形成它们的空间正在迅速扩大。因此，在大多数情况下，尽管并不总是现实，但两个口袋宇宙彼此之间的距离将足够远，以至于它们彼此之间永远不会相互接触，因为它们之间的空间扩展得太快而无法容纳它们见面。

但是，如果两个口袋宇宙形成的距离足够近，则会发生口袋宇宙的碰撞。它们之间空间的扩大不足以将它们彼此分开，并且它们将碰撞。这种情况的发生频率是一个非常困难的问题，没人知道答案。一组天文学家至少有一篇文章，他们过去曾寻找可能发生宇宙碰撞的迹象。他们没有确定的任何东西。但这是您需要考虑的，这也是人们所考虑的。出版物实际上包含许多有关宇宙碰撞的著作。

学生：当您说“长寿”时，您是什么意思？

老师：我至少在两种情况下使用了“长寿”一词。我谈到了长期存在的亚稳态真空。在这里，所谓“长寿”，是指与自大爆炸以来我们的宇宙时代相比，还有很长的时间。在这里，长指的是10 ¹⁰年。

我还说过，如果宇宙的真空能很大且为负，宇宙将很快崩溃。这可能会在10 ^-20秒内发生。这可能很快发生，具体取决于宇宙常数的大小。

学生：我读到，当不同的观察者以不同的方式看到真空时，会产生这种效果。例如，如果惯性系统中的观察者看到真空，则相对于该观察者加速的另一观察者将看到粒子，即温暖的气体。由于宇宙在迅速膨胀，并且在一定真空度下我们可能正在加速，因此我们能观察到多少这种影响？

老师：您实际上正在处理一个很有争议的问题。您说您听说过，如果让一个加速观察者在真空中移动，那么这个加速观察者会看到与真空不同的东西。他会看到粒子看起来好像具有可以计算并由加速度确定的温度。

问题是现实中我们实际看到的是什么，以及我们自身的运动是什么导致的。我不知道这个问题的确切答案。但是，当出现此类问题时，我们通常认为自由移动的观察者实际上是指在重力场中自由移动的观察者，或者说有时是测地线观察者所说的。这样的观察者从本质上决定了所谓的现实。然后，我们可以计算出与这个现实有关的加速观察者看到的东西。

我们实际上是测地线的观察者。地球压在我们身上，这稍微违反了我们的惯性。但是在宇宙尺度上，凡事都与光速相比较，我们实质上是惯性或大地观测者。

学生：我有一个哲学问题。我们无法观察到其他宇宙。假设我们有一个理论，例如通货膨胀，可以做出很多预测。她还预测了多元宇宙的存在。但是我们无法凭经验验证这是否正确，很可能我们永远都不会得到答案。如果我们要成为严格的经验主义者，那么我们是否值得处理这个问题？

老师：科学界也对此进行了讨论，人们接受了这两种观点。我倾向于一种观点，即我们理论的每个方面不一定都可以得到检验。如果您采用一种理论，甚至是牛顿重力，也可以想象牛顿重力的后果，这是没有人测试过的。

因此，我认为在实践中，我们应该接受已经对测试进行了足够预测的理论，以使该理论具有说服力。在这种情况下，我们必须同时认真对待无法直接验证的理论的后果。

至于其他口袋宇宙。尽管我们不太可能，非常不可能，非常不可能找到有关另一个口袋宇宙存在的直接观测证据，但从理论上讲，这并不是不可能的，因为原则上口袋宇宙会发生碰撞。因此，从原则上讲，我们可以找到证据证明我们的宇宙过去曾与另一个口袋宇宙接触。

学生：什么决定特定真空状态的稳定性？高能真空比低能真空不稳定吗？

老师：据我所知，确实存在高能真空不稳定和低能真空更加稳定的趋势。但这不是那么简单。有许多参数与能量密度无关。

学生：如果我们的宇宙相对于平均值具有如此小的能量密度，这是否意味着它的寿命比平均值还要长得多？

老师：我是这样认为的。但这并没有改变我为我们的最终未来描述的瑞士奶酪的面貌。它只是改变衰减率。但是由于口袋宇宙的未来，如果这幅图是真实的，它将是无限的，无论发生概率多么小，衰变都会发生。实际上，将发生无限数量的衰减。

即使仍有问题，我们也必须继续前进。我们还有一个完整的学期来讨论所有这一切。

因此，我们将通过讨论哈勃定律开始本课程，尽管哈勃定律将迅速将我们引向多普勒偏差问题，我将主要讨论这一问题，直到今天结束以及下一堂课的大部分时间。哈勃定律是一个简单的方程v = H∙r ，其中v是任何典型星系的去除率。

哈勃定律不是精确的定律；个别星系偏离哈勃定律。但从原理上讲，哈勃定律说，至少在合理的精度范围内，银河系的移动速度是多少。 H通常称为哈勃常数。有时称为Hubble参数。

名称为“哈勃常数”的问题是，在宇宙的生命周期中它不是常数。它在天文学家的整个生命中都是恒定的，但在宇宙的整个生命中却不是恒定的。我们将主要谈论宇宙，而不是天文学家。即使在我们的整个历史中，这也不是一个常数，因为自最初的哈勃估计以来，哈勃常数的估计已更改了大约10倍。

等式中的r是到银河系的距离。如果您看一下两年前的讲义，它们始于哈勃法则于1929年被发现的事实。当我今年开始修改笔记时，我意识到我已经听说过这一说法是有争议的。宇宙学中的几乎所有事物都是有争议的，甚至这一说法也是有争议的。

人们认为，事实上，莱姆特而非哈勃值得发现哈勃定律。这种说法有一些原因。一些历史学家是业余爱好者，在我看来，他们经常在新闻界被提及，他们说，我们主要从1931年勒芒（Leontre）在1927年所做的翻译中了解到勒芒（Lemaitre）的著作，他在那里写了宇宙学的基本知识。

事实证明，很明显，从1927年的法文中有几个重要的观点，关于哈勃常数的观点，由于某种原因没有纳入1931年的英语翻译中。一段时间以来，这似乎是一场肮脏的游戏，有人指控哈勃或哈勃的朋友在文章翻译期间没有包括这些要点。

没错，几年前，物理学家马里奥·利维奥（Mario Livio）终于找到了它，他研究了月度天文字母的档案。事实证明，莱默特本人已删除了这些要点。

这些段落主要给出了哈勃常数的数值估计，但是到1931年，哈勃文章已经发表。莱默特勒特（Lemeter）了解到，在他的文章中，对哈勃表示的相同价值只有一个不太准确的估计，因此他将其从翻译中剔除了。但是，当然，勒米特确实是从理论上了解哈勃定律的，因为勒米特正在建立一个扩展的宇宙模型。

我不知道他是否真的是第一个意识到宇宙膨胀模型会引起速度和距离之间线性关系的人，但是他当然知道这一点，理解了哈勃定律并根据观测数据给出了估计。但是，他没有尝试使用观测数据来表明存在线性关系。在那些尚未翻译的段落中，莱特默尔只看了一大组星系，计算了v的平均值， r的平均值，并通过将两个平均值相除来确定H。但他承认，实际上并没有足够的数据说明这种关系是否线性。

我认为可以公平地说，哈勃是真正提出论点的人，起初相当虚弱，但随着时间的流逝，越来越有说服力的证据是速度和距离之间存在线性关系。因此，很可能该法律将继续被称为哈勃法。如果您看一下Wikipedia上的名称，您会发现这两个选项目前都是可以接受的，但是Wikipedia的文章正在迅速变化，因此我们将在明年看到她的内容。此外，我们可能应该为Lemeter感到骄傲。人们经常说莱默特（Lemeter）是比利时的一名牧师，但他也是麻省理工学院的学生，他获得了麻省理工学院的哲学博士学位，并于1927年获得博士学位。

您可以阅读他的论文。当我写书时，我记得我去过麻省理工学院的档案室，读了他的论文并读了它。实际上，它不是很容易编写，但是很有趣。尽管他在麻省理工学院获得博士学位，但事实证明，他在哈佛大学天文台完成了大部分工作。但是当时的哈佛大学天文台没有颁发学位。那只是一个天文台。他想获得学位，因此就读了麻省理工学院，撰写了学位论文，并获得了博士学位。 D．

哈勃定律表明宇宙正在膨胀。爱因斯坦最初提出了一个静态的宇宙模型。正是哈勃说服爱因斯坦，根据观察，宇宙不是静止的，而是服从其膨胀定律。

这创造了一个扩展宇宙的理论。今天，我想谈谈如何测量哈勃定律中的速度v 。关于如何测量距离r ，还有很多讨论。我认为这在史蒂夫·温伯格的书中已经很好地描述了。我想对史蒂夫·温伯格的书进行一次独立研究，以了解如何估算到遥远星系的距离。粗略地说，它们是通过在遥远星系中找到物体来估计的，正如您认为，您知道，它们以一种或另一种方式存在。

困难在于了解我们确信哪些物体知道亮度。对于此类物体，有一个通用名称-标准蜡烛。标准蜡烛是我们知道其亮度的对象。正如我们所知，一旦发现一个物体的亮度，我们就可以通过测量其外观来判断该物体的位置。这成为估计距离的非常简单的方法，并且这是估计到遥远星系的距离的唯一方法。这实际上是一个复杂得多的主题，您可以在温伯格的书中阅读。

多普勒频移
使用多普勒频移测量星系的去除速度，在今天的讲座的剩余几分钟中，我将讨论这点。在接下来的讲座中，我们计划研究在非相对论和相对论情况下如何计算多普勒频移。我们将研究最简单的情况：观察者静止不动，并且光源沿直线移动；源静止不动，观察者移动。

我将从观察者静止不动且震源移动的选项开始，这通常是在遥远星系的情况下考虑的。我们处于自己的参照系中，因此我们一动不动，银河系也在移动。我们需要计算红移。 , , , .

. , , . . , , , . , . ,

早期宇宙2.通货膨胀宇宙学：我们的宇宙是多元宇宙的一部分吗？ 第二部分

More articles:

早期宇宙2.通货膨胀宇宙学：我们的宇宙是多元宇宙的一部分吗？第二部分