宇宙學(xué)研究的幾個(gè)里程碑課件

宇宙學(xué)研究的幾個(gè)里程碑陸埮中國科學(xué)院紫金山天文臺南京大學(xué)物理系粒子－核－宇宙學(xué)聯(lián)合研究中心宇宙學(xué)研究的幾個(gè)里程碑陸埮1Feynman名言

“物理學(xué)家具有這樣的習(xí)慣，對于任一類現(xiàn)象，研究它們的最簡單例子，把這稱為‘物理’，而把更復(fù)雜的情況，看作其它領(lǐng)域的事?！?/p>

R.P.FeynmanFeynman名言2宇宙學(xué)原理的觀測依據(jù)宇宙在大尺度上是均勻的，沒有邊界，也沒有中心?！耙磺衅降取！睆拿總€(gè)典型星系上看到的宇宙是完全一樣的。“沒有任何一個(gè)地方有優(yōu)先權(quán)。”宇宙學(xué)原理的觀測依據(jù)3宇宙學(xué)的框架牛頓力學(xué)無法建立宇宙學(xué)的框架廣義相對論可以作為宇宙學(xué)的框架宇宙學(xué)的框架牛頓力學(xué)無法建立宇宙學(xué)的框架4宇宙膨脹的發(fā)現(xiàn)Hubble關(guān)系：

宇宙膨脹的發(fā)現(xiàn)Hubble關(guān)系：5宇宙學(xué)模型Einstein模型Friedmann模型宇宙學(xué)模型Einstein模型6宇宙動力學(xué)方程Einstein方程：ttss消去，得宇宙動力學(xué)方程

臨界密度（k＝0）：g/cm3膨脹動力決定于（ρ＋3P/c2），不只決定于ρ。宇宙動力學(xué)方程Einstein方程：膨脹動力決定于7兩個(gè)重要的可觀測量哈勃常數(shù)－膨脹速度減速因子兩個(gè)重要的可觀測量哈勃常數(shù)－膨脹速度減速因子8演化的宇宙演化的宇宙9演化的宇宙熱大爆炸宇宙學(xué)－1948，G.Gamow兩大成就：

▲原初核合成

▲微波背景輻射－1965，A.A.Penzias，R.W.Wilson演化的宇宙熱大爆炸宇宙學(xué)－1948，G.Gamow10宇宙演化

時(shí)間表輕核素合成背景輻射產(chǎn)生結(jié)構(gòu)形成宇宙演化

時(shí)間表輕核素合成背景輻射產(chǎn)生結(jié)構(gòu)形成11原初核素成分的演化原初核素成分的演化12核素豐度的確定

Burles,S.etal,astro-ph/9903300

2.610-10

<

nB/s

<6.210-10

相當(dāng)于

B=(1.8~4.3)10-31

(g/cm3)

核素豐度可以確定重子物質(zhì)密度（可見物質(zhì)密度）核素豐度的確定

Burles,S.etal,astr13高度各向同性T＝2.728K光子數(shù)密度~400cm-3宇宙曾經(jīng)非常均勻微波背景輻射的成功（1965）獲諾貝爾獎(jiǎng)之作1965發(fā)現(xiàn)－1978獲獎(jiǎng)微波背景輻射的成功（1965）獲諾貝爾獎(jiǎng)之作14暗物質(zhì)暗物質(zhì)15暗物質(zhì)存在的首個(gè)證據(jù)早在1937年，F(xiàn).Zwicky指出，大星系團(tuán)中的星系速度太大，以致無法將它們通過引力束縛住，除非它們的質(zhì)量超過按星系團(tuán)星系總質(zhì)量估算值的100倍以上。這是顯示大量暗物質(zhì)存在的首次發(fā)現(xiàn)。暗物質(zhì)存在的首個(gè)證據(jù)早在1937年，F(xiàn).Zwicky指出，16力學(xué)方法用力學(xué)方法測出的質(zhì)量往往比用光度方法測出的質(zhì)量大得多，有量級之差。測量范圍越大，差別越大存在暗物質(zhì)（可大1個(gè)量級）:

有引力，卻不發(fā)光力學(xué)方法17VR-1/2(Kepler)VconstVR-1/2(Kepler)Vconst187spiralgalaxies.Theflatnessindicatesthepresenceofhugedarkhalos.(V.J.Martinez,astro-ph/0203377).巨大的暗暈：存在暗物質(zhì)7spiralgalaxies.Theflatnes19

暗物質(zhì)存在的其他證據(jù)宇宙結(jié)構(gòu)（恒星、星系）形成所需的物質(zhì)遠(yuǎn)多于宇宙核合成定出的重子物質(zhì)。如果沒有暗物質(zhì)，就沒有足夠的時(shí)間形成今天宇宙的結(jié)構(gòu)。有了暗物質(zhì)，就可以在復(fù)合期前在暗物質(zhì)中形成增長。CMB非各向同性的存在，10－5。······暗物質(zhì)存在的其他證據(jù)宇宙結(jié)構(gòu)（恒星、星系）形成所需的物20暗物質(zhì)的性質(zhì)暗物質(zhì)不發(fā)光，卻有引力。宇宙中暗物質(zhì)比可見物質(zhì)多得多。暗物質(zhì)粒子的主要性質(zhì)：

1）長壽命（至少與宇宙年齡相仿）；2）主要是冷的（質(zhì)量大）；3）作用很弱。主要暗物質(zhì)粒子不可能是普通物質(zhì)粒子。

“過盡千帆皆不是（溫庭筠）”！可能候選者：Neutralino、Axion等。暗物質(zhì)的性質(zhì)暗物質(zhì)不發(fā)光，卻有引力。21核合成可確定BΩB<<1大量存在非重子物質(zhì)暗物質(zhì)ΩDM仍遠(yuǎn)小于1還缺什么？核合成可確定BΩB<<122暴脹模型暴脹模型23視界問題與t的關(guān)系：Lhor(t)≈ct－因果關(guān)系夠得著的范圍R(t)t1/2－宇宙尺度因子（輻射為主情形）R(t)t2/3－宇宙尺度因子（物質(zhì)為主情形）Lhor隨t的增長比R快tt0：nowtR：4×105yrtG：10－36sLhor(t)1028cm4×1023cm3×10－26cmR(t)1028cm1025cm3cm觀測到的均勻在tG時(shí)包含(1026)3=1078個(gè)因果區(qū)視界問題與t的關(guān)系：tt0：nowtR：4×105y24平直性問題宇宙早期物質(zhì)密度永遠(yuǎn)十分接近于臨界密度！宇宙空間是平直的。為什么？除非有特殊機(jī)制保證如此！平直性問題宇宙早期物質(zhì)密度永遠(yuǎn)十分接近于臨界密度！25暴脹宇宙學(xué)(10-34,10-32)秒存在暴脹AHGuth－1981（宇宙尺度猛增了e100=1043倍，因此實(shí)際對應(yīng)的是一個(gè)因果區(qū)的極小一部分，能滿足因果率要求）預(yù)言：

無論輻射為主或物質(zhì)為主，均增大暴脹宇宙學(xué)(10-34,10-32)秒存在暴脹A26宇宙熵今天的熵≥1086。如果守恒，如何起源？早期熵很大，就保證了很小。宇宙熵今天的熵≥1086。如果守恒，如何起源？27標(biāo)準(zhǔn)與暴脹標(biāo)準(zhǔn)與暴脹28彷徨與徘徊

（幾十年）可測量：H（哈勃常數(shù)）q（減速因子）長期無法測準(zhǔn)，幾十年?duì)幷摬恍葆葆迮c徘徊

（幾十年）可測量：H（哈勃常數(shù)）29宇宙年齡問題宇宙年齡問題30哈勃年齡：1/H0真實(shí)年齡小于哈勃年齡不管k＝1、0、－1，總有哈勃年齡：1/H0真實(shí)年齡小于哈勃年齡不管31

宇宙年齡的上限如果宇宙是等速膨脹，則宇宙年齡：t＝1/H0（稱哈勃年齡）存在引力，宇宙減速膨脹，宇宙真正年齡t<1/H0：哈勃年齡為宇宙年齡上限。宇宙年齡的上限如果宇宙是等速膨脹，則宇宙年齡：321929年，哈勃本人首次給出H0＝500（km

s-1Mpc-1）1936年，哈勃考慮到星際消光的影響，將哈勃常數(shù)改為H0=526,誤差15%。（由此給出的宇宙哈勃年齡很短，只有H0-1=1.84108年。）1956年，Humasion等人給出H0=180。1961年，Sandage等人給出H0=98±15。1970’s年，Sandage等人給出H0=50.3±4.3;

deVaculear等人給出H0=100±10。哈勃常數(shù)測定的變遷目前（2002）值：H0=(71±7)0.951.15

kms-1Mpc-1

1/H0=(1.38

0.14)1010

年1929年，哈勃本人首次給出H0＝500（kms-1Mp33q?No!?

加速膨脹的發(fā)現(xiàn)首先要選強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)燭光光源Ia型超新星q?No!?

加速膨脹的發(fā)現(xiàn)首先要選強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)燭光光源34比較－引力理論牛頓：廣義相對論：物態(tài)：w＝0（非相對論）；1/3（相對論）對于一般物質(zhì)，w不可能是負(fù)的。比較－引力理論牛頓：35空間物質(zhì)空間物質(zhì)36愛因斯坦的宇宙常數(shù)

Einstein方程：存在相當(dāng)于作如下變換：提供了正密度(c2/8G)，負(fù)壓強(qiáng)(–c4/8G)。正密度負(fù)壓強(qiáng)暗能量Λ代表一種“新物質(zhì)”愛因斯坦的宇宙常數(shù)Einstein方程：正密度負(fù)壓強(qiáng)暗37暗能量模型宇宙常數(shù)、真空能量:w=-1

(2)Quintessence:-1<w<0(3)Phantom:w<-1(4)Quintom…………暗能量模型宇宙常數(shù)、真空能量:w=-138暗能量提供斥力，解釋宇宙加速膨脹(在已知物理中，只有萬有引力，沒有相應(yīng)的斥力);同時(shí)也能解釋宇宙年齡困難。一箭雙雕加速膨脹根源暗能量提供斥力，解釋宇宙加速膨脹(在已知物理中，只有萬有引力39L.M.Krauss,ScientificAmerican,1999減速加速L.M.Krauss,ScientificAmeric40真實(shí)年齡大于哈勃年齡（這一情形在宇宙常數(shù)不為0時(shí)可能出現(xiàn)）哈勃年齡（1/H0）減速加速等速哈勃年齡（1/H0）減速加速等速41觀測到過去的減速，今天的加速。觀測到過42Riess,A.G.etal.,astro-ph/0402512TobepublishedinApJ,June,200416個(gè)z>1的Ia型超新星左邊為發(fā)現(xiàn)時(shí)刻的超新星，中間為發(fā)現(xiàn)前的情形，后面為兩者相減的結(jié)果。Riess,A.G.etal.,astro-ph/043下圖是上圖的加權(quán)平均。清晰表明在高紅移下偏向減速。下圖是上圖的加權(quán)平均。清晰表明在高紅移下偏向減速。44精確宇宙學(xué)的誕生精確宇宙學(xué)的誕生45一箭多雕

多方面檢驗(yàn)宇宙膨脹微波背景輻射宇宙大尺度結(jié)構(gòu)核合成哈勃常數(shù)等多方面檢驗(yàn)限定。一箭多雕

多方面檢驗(yàn)宇宙膨脹46微波背景輻射的各向異性：COBE（上）；WMAP（下）全天圖。WMAP的分辨率和靈敏度遠(yuǎn)高于COBE。Freedman&Turner,2003,astro-ph/0308418微波背景輻射的各47宇宙微波背景輻射的各向異性：綜合所有WMAP前的數(shù)據(jù)的CMB的角功率譜。Freedman&Turner:2003,astro-ph/0308418宇宙微波背景輻Freedman&Turner:200348CMB功率譜（WMAP）G.Hinshawetal,ApJS,148(2003),135紅線代表最佳宇宙模型D.N.Spergeletal,ApJS,148(2003),175功率譜CMB功率譜（WMAP）紅線代表最佳宇宙模型功率譜49檢驗(yàn)暴脹模型WMAP結(jié)合H0和Ia超新星，或結(jié)合大尺度結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，可以限定|1-Ωtot|0.03。WMAP支持暴脹模型的近似標(biāo)度不變漲落譜的預(yù)言。檢驗(yàn)暴脹模型WMAP結(jié)合H0和Ia超新星，或結(jié)合大尺度結(jié)構(gòu)數(shù)501998-2003:和諧宇宙模型超新星微波背景輻射大尺度結(jié)構(gòu)和諧一致可以看出，僅有可見物質(zhì)和暗物質(zhì)，不可能得到合理的結(jié)果。1998-2003:和諧宇宙模型超新星可以看出，僅有可見51A.Melchiorri,etal,PRD,2003,68,043509超新星微波背景輻射各向異性哈勃常數(shù)大尺度結(jié)構(gòu)大爆炸核合成與宇宙常數(shù)接近A.Melchiorri,etal,PRD,20052宇宙成分分配

Ostriker&Steinhardt,2003,Science,300,1909暗能量：73%；暗物質(zhì)：23%；發(fā)光物質(zhì)：0.4%（恒星和發(fā)光氣體0.4%；輻射0.005%）；不可見的普通物質(zhì)：3.7%（星系際氣體3.6%；中微子0.1%；超重黑洞0.04%）宇宙成分分配

Ostriker&Steinhardt,53BeforeWMAPWMAPHighprecision

精確宇宙學(xué)的誕生BeforeWMAPWMAPHighp54結(jié)語結(jié)語55Kelvin：19世紀(jì)物理學(xué)物理學(xué)正是一片晴空，但也還有兩朵烏云：“以太”與“黑體譜”——導(dǎo)致了世紀(jì)性的革命——相對論與量子力學(xué)?，F(xiàn)在也有兩朵烏云（三朵？四朵？）：“暗能量”與“暗物質(zhì)”——會導(dǎo)致什么？暗能量在召喚新的Einstein！將會出什么新的“招”？“暗能量”與“以太”的比較耐人尋味！Kelvin：19世紀(jì)物理學(xué)物理學(xué)正是一片晴空，但也還有兩朵56楊振寧：20世紀(jì)物理學(xué)20世紀(jì)物理學(xué)的第一個(gè)“1/4”是黃金時(shí)代，第三個(gè)“1/4”是白銀時(shí)代。人們曾普遍惋惜未能趕上20世紀(jì)的黃金時(shí)代，現(xiàn)在很可能正是新世紀(jì)的黃金時(shí)代”！不要失之交臂！楊振寧：20世紀(jì)物理學(xué)20世紀(jì)物理學(xué)的第一個(gè)“1/4”是黃金57總之，要?jiǎng)哟笫中g(shù)與以太的比較：¤Einstein去掉了以太，引出了相對論¤暗能量能去掉嗎？修改時(shí)空結(jié)構(gòu)修改物態(tài)修改規(guī)律總之，要?jiǎng)哟笫中g(shù)與以太的比較：58于無光處看閃電！于無聲處聽驚雷！于無光處看閃電！59謝謝Thankyou謝謝60宇宙學(xué)研究的幾個(gè)里程碑陸埮中國科學(xué)院紫金山天文臺南京大學(xué)物理系粒子－核－宇宙學(xué)聯(lián)合研究中心宇宙學(xué)研究的幾個(gè)里程碑陸埮61Feynman名言

“物理學(xué)家具有這樣的習(xí)慣，對于任一類現(xiàn)象，研究它們的最簡單例子，把這稱為‘物理’，而把更復(fù)雜的情況，看作其它領(lǐng)域的事?！?/p>

R.P.FeynmanFeynman名言62宇宙學(xué)原理的觀測依據(jù)宇宙在大尺度上是均勻的，沒有邊界，也沒有中心?！耙磺衅降??！睆拿總€(gè)典型星系上看到的宇宙是完全一樣的?！皼]有任何一個(gè)地方有優(yōu)先權(quán)?！庇钪鎸W(xué)原理的觀測依據(jù)63宇宙學(xué)的框架牛頓力學(xué)無法建立宇宙學(xué)的框架廣義相對論可以作為宇宙學(xué)的框架宇宙學(xué)的框架牛頓力學(xué)無法建立宇宙學(xué)的框架64宇宙膨脹的發(fā)現(xiàn)Hubble關(guān)系：

宇宙膨脹的發(fā)現(xiàn)Hubble關(guān)系：65宇宙學(xué)模型Einstein模型Friedmann模型宇宙學(xué)模型Einstein模型66宇宙動力學(xué)方程Einstein方程：ttss消去，得宇宙動力學(xué)方程

臨界密度（k＝0）：g/cm3膨脹動力決定于（ρ＋3P/c2），不只決定于ρ。宇宙動力學(xué)方程Einstein方程：膨脹動力決定于67兩個(gè)重要的可觀測量哈勃常數(shù)－膨脹速度減速因子兩個(gè)重要的可觀測量哈勃常數(shù)－膨脹速度減速因子68演化的宇宙演化的宇宙69演化的宇宙熱大爆炸宇宙學(xué)－1948，G.Gamow兩大成就：

▲原初核合成

▲微波背景輻射－1965，A.A.Penzias，R.W.Wilson演化的宇宙熱大爆炸宇宙學(xué)－1948，G.Gamow70宇宙演化

時(shí)間表輕核素合成背景輻射產(chǎn)生結(jié)構(gòu)形成宇宙演化

時(shí)間表輕核素合成背景輻射產(chǎn)生結(jié)構(gòu)形成71原初核素成分的演化原初核素成分的演化72核素豐度的確定

Burles,S.etal,astro-ph/9903300

2.610-10

<

nB/s

<6.210-10

相當(dāng)于

B=(1.8~4.3)10-31

(g/cm3)

核素豐度可以確定重子物質(zhì)密度（可見物質(zhì)密度）核素豐度的確定

Burles,S.etal,astr73高度各向同性T＝2.728K光子數(shù)密度~400cm-3宇宙曾經(jīng)非常均勻微波背景輻射的成功（1965）獲諾貝爾獎(jiǎng)之作1965發(fā)現(xiàn)－1978獲獎(jiǎng)微波背景輻射的成功（1965）獲諾貝爾獎(jiǎng)之作74暗物質(zhì)暗物質(zhì)75暗物質(zhì)存在的首個(gè)證據(jù)早在1937年，F(xiàn).Zwicky指出，大星系團(tuán)中的星系速度太大，以致無法將它們通過引力束縛住，除非它們的質(zhì)量超過按星系團(tuán)星系總質(zhì)量估算值的100倍以上。這是顯示大量暗物質(zhì)存在的首次發(fā)現(xiàn)。暗物質(zhì)存在的首個(gè)證據(jù)早在1937年，F(xiàn).Zwicky指出，76力學(xué)方法用力學(xué)方法測出的質(zhì)量往往比用光度方法測出的質(zhì)量大得多，有量級之差。測量范圍越大，差別越大存在暗物質(zhì)（可大1個(gè)量級）:

有引力，卻不發(fā)光力學(xué)方法77VR-1/2(Kepler)VconstVR-1/2(Kepler)Vconst787spiralgalaxies.Theflatnessindicatesthepresenceofhugedarkhalos.(V.J.Martinez,astro-ph/0203377).巨大的暗暈：存在暗物質(zhì)7spiralgalaxies.Theflatnes79

暗物質(zhì)存在的其他證據(jù)宇宙結(jié)構(gòu)（恒星、星系）形成所需的物質(zhì)遠(yuǎn)多于宇宙核合成定出的重子物質(zhì)。如果沒有暗物質(zhì)，就沒有足夠的時(shí)間形成今天宇宙的結(jié)構(gòu)。有了暗物質(zhì)，就可以在復(fù)合期前在暗物質(zhì)中形成增長。CMB非各向同性的存在，10－5?！ぁぁぁぁぁぐ滴镔|(zhì)存在的其他證據(jù)宇宙結(jié)構(gòu)（恒星、星系）形成所需的物80暗物質(zhì)的性質(zhì)暗物質(zhì)不發(fā)光，卻有引力。宇宙中暗物質(zhì)比可見物質(zhì)多得多。暗物質(zhì)粒子的主要性質(zhì)：

1）長壽命（至少與宇宙年齡相仿）；2）主要是冷的（質(zhì)量大）；3）作用很弱。主要暗物質(zhì)粒子不可能是普通物質(zhì)粒子。

“過盡千帆皆不是（溫庭筠）”！可能候選者：Neutralino、Axion等。暗物質(zhì)的性質(zhì)暗物質(zhì)不發(fā)光，卻有引力。81核合成可確定BΩB<<1大量存在非重子物質(zhì)暗物質(zhì)ΩDM仍遠(yuǎn)小于1還缺什么？核合成可確定BΩB<<182暴脹模型暴脹模型83視界問題與t的關(guān)系：Lhor(t)≈ct－因果關(guān)系夠得著的范圍R(t)t1/2－宇宙尺度因子（輻射為主情形）R(t)t2/3－宇宙尺度因子（物質(zhì)為主情形）Lhor隨t的增長比R快tt0：nowtR：4×105yrtG：10－36sLhor(t)1028cm4×1023cm3×10－26cmR(t)1028cm1025cm3cm觀測到的均勻在tG時(shí)包含(1026)3=1078個(gè)因果區(qū)視界問題與t的關(guān)系：tt0：nowtR：4×105y84平直性問題宇宙早期物質(zhì)密度永遠(yuǎn)十分接近于臨界密度！宇宙空間是平直的。為什么？除非有特殊機(jī)制保證如此！平直性問題宇宙早期物質(zhì)密度永遠(yuǎn)十分接近于臨界密度！85暴脹宇宙學(xué)(10-34,10-32)秒存在暴脹AHGuth－1981（宇宙尺度猛增了e100=1043倍，因此實(shí)際對應(yīng)的是一個(gè)因果區(qū)的極小一部分，能滿足因果率要求）預(yù)言：

無論輻射為主或物質(zhì)為主，均增大暴脹宇宙學(xué)(10-34,10-32)秒存在暴脹A86宇宙熵今天的熵≥1086。如果守恒，如何起源？早期熵很大，就保證了很小。宇宙熵今天的熵≥1086。如果守恒，如何起源？87標(biāo)準(zhǔn)與暴脹標(biāo)準(zhǔn)與暴脹88彷徨與徘徊

（幾十年）可測量：H（哈勃常數(shù)）q（減速因子）長期無法測準(zhǔn)，幾十年?duì)幷摬恍葆葆迮c徘徊

（幾十年）可測量：H（哈勃常數(shù)）89宇宙年齡問題宇宙年齡問題90哈勃年齡：1/H0真實(shí)年齡小于哈勃年齡不管k＝1、0、－1，總有哈勃年齡：1/H0真實(shí)年齡小于哈勃年齡不管91

宇宙年齡的上限如果宇宙是等速膨脹，則宇宙年齡：t＝1/H0（稱哈勃年齡）存在引力，宇宙減速膨脹，宇宙真正年齡t<1/H0：哈勃年齡為宇宙年齡上限。宇宙年齡的上限如果宇宙是等速膨脹，則宇宙年齡：921929年，哈勃本人首次給出H0＝500（km

s-1Mpc-1）1936年，哈勃考慮到星際消光的影響，將哈勃常數(shù)改為H0=526,誤差15%。（由此給出的宇宙哈勃年齡很短，只有H0-1=1.84108年。）1956年，Humasion等人給出H0=180。1961年，Sandage等人給出H0=98±15。1970’s年，Sandage等人給出H0=50.3±4.3;

deVaculear等人給出H0=100±10。哈勃常數(shù)測定的變遷目前（2002）值：H0=(71±7)0.951.15

kms-1Mpc-1

1/H0=(1.38

0.14)1010

年1929年，哈勃本人首次給出H0＝500（kms-1Mp93q?No!?

加速膨脹的發(fā)現(xiàn)首先要選強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)燭光光源Ia型超新星q?No!?

加速膨脹的發(fā)現(xiàn)首先要選強(qiáng)的標(biāo)準(zhǔn)燭光光源94比較－引力理論牛頓：廣義相對論：物態(tài)：w＝0（非相對論）；1/3（相對論）對于一般物質(zhì)，w不可能是負(fù)的。比較－引力理論牛頓：95空間物質(zhì)空間物質(zhì)96愛因斯坦的宇宙常數(shù)

Einstein方程：存在相當(dāng)于作如下變換：提供了正密度(c2/8G)，負(fù)壓強(qiáng)(–c4/8G)。正密度負(fù)壓強(qiáng)暗能量Λ代表一種“新物質(zhì)”愛因斯坦的宇宙常數(shù)Einstein方程：正密度負(fù)壓強(qiáng)暗97暗能量模型宇宙常數(shù)、真空能量:w=-1

(2)Quintessence:-1<w<0(3)Phantom:w<-1(4)Quintom…………暗能量模型宇宙常數(shù)、真空能量:w=-198暗能量提供斥力，解釋宇宙加速膨脹(在已知物理中，只有萬有引力，沒有相應(yīng)的斥力);同時(shí)也能解釋宇宙年齡困難。一箭雙雕加速膨脹根源暗能量提供斥力，解釋宇宙加速膨脹(在已知物理中，只有萬有引力99L.M.Krauss,ScientificAmerican,1999減速加速L.M.Krauss,ScientificAmeric100真實(shí)年齡大于哈勃年齡（這一情形在宇宙常數(shù)不為0時(shí)可能出現(xiàn)）哈勃年齡（1/H0）減速加速等速哈勃年齡（1/H0）減速加速等速101觀測到過去的減速，今天的加速。觀測到過102Riess,A.G.etal.,astro-ph/0402512TobepublishedinApJ,June,200416個(gè)z>1的Ia型超新星左邊為發(fā)現(xiàn)時(shí)刻的超新星，中間為發(fā)現(xiàn)前的情形，后面為兩者相減的結(jié)果。Riess,A.G.etal.,astro-ph/0103下圖是上圖的加權(quán)平均。清晰表明在高紅移下偏向減速。下圖是上圖的加權(quán)平均。清晰表明在高紅移下偏向減速。104精確宇宙學(xué)的誕生精確宇宙學(xué)的誕生105一箭多雕

多方面檢驗(yàn)宇宙膨脹微波背景輻射宇宙大尺度結(jié)構(gòu)核合成哈勃常數(shù)等多方面檢驗(yàn)限定。一箭多雕

多方面檢驗(yàn)宇宙膨脹106微波背景輻射的各向異性：COBE（上）；WMAP（下）全天圖。WMAP的分辨率和靈敏度遠(yuǎn)高于COBE。Freedman&Turner,2003,astro-ph/0308418微波背景輻射的各107宇宙微波背景輻射的各向異性：綜合所有WMAP前的數(shù)據(jù)的CMB的角功率譜。Freedman&Turner:2003,astro-ph/0308418宇宙微波背景輻Freedman&Turner:2003108CMB功率譜（WMAP）G.Hinshawetal,ApJS,148(2003),135紅線代表最佳宇宙模型