弦论与宇宙学课件.ppt

弦论与宇宙学 什么是弦论？ 一.弦 有些理论物理学家认为，宇宙中的基本粒子不是点粒子而是一根薄薄的弦。 比如: 弦论与宇宙学 弦作为宇宙的最基本单位，世界上所有物质结构，大至星际银河，小至电子、质子及夸克一类的基本粒子都由这一维的“能量弦”所组成。 弦理论的基础是波动模型，因此能够避开点粒子理论所遇到的问题。 弦论与宇宙学  波动模型 粒子模型 弦论与宇宙学 弦论与宇宙学 二.作为基本理论的弦论 弦论的目的： a、解决引力量子化的问题 b、统一四种基本相互作用  弦论与宇宙学  作为物理学两大支柱的广义相对论和量子力学之间本质上有着不可调和的矛盾 VS 弦论与宇宙学  黑洞的“奇点”之处，预示着广义相对论的失效 弦论与宇宙学 a、解决量子引力问题 引力量子化，引起紫外发散： 弦论与宇宙学 弦与弦的相互作用 弦论的确可以解决引力量子化的紫外发散问题。 弦论与宇宙学 b、统一四种基本相互作用 弦论原则上可以包容粒子标准模型的所有场和 相互作用。 弦论与宇宙学 弦论与宇宙学  三.弦论与宇宙学 弦论可以为宇宙学提供模型 宇宙弦、膜宇宙、磁单极子、等等 弦论与宇宙学 宇宙暴涨模型 由阿兰·古斯提出，他认为宇宙在早期有一个极为短暂的加速膨胀时期 宇宙在极早期（大约10-35秒到10-33秒）经历了一个短期的加速膨胀阶段，宇宙的尺度膨胀了大约 倍，从而解决了平直性视界疑难和磁单极疑难。 弦论与宇宙学 弦论与宇宙学  WMAP探测到的宇宙微波背景辐射，强有力地支持了宇宙大爆炸模型 弦论与宇宙学  21世纪物理学的几大挑战 1.为什么时空是四维的？ 2.暗物质与暗能量之谜? 3.宇宙大爆炸的物理机制是什么？ 4.超新星爆发的机制是什么？ 弦论与宇宙学  21世纪物理学的几大挑战 5.伽马射线暴的能源机制？ 6.黑洞熵的本质问题？ 7.新物理的出现？ 弦论与宇宙学  总之，整个物理学正处在一场巨大革命的前夜！ 弦论与宇宙学  The End