В чем разница между моделью Большого взрыва и моделью Λ-CDM?

Если я собираюсь писать о «Консенсусной модели космологии», должен ли я включать модель Большого взрыва или мне следует остановиться только на Λ -Модель CDM?

Ответы (1)

Теория Большого Взрыва представляет собой гораздо более общее и менее конкретное описание нашей теории происхождения Вселенной, чем Λ С Д М модель (кстати, я не думаю, что дефис написан в этой аббревиатуре).

Теория Большого Взрыва говорит, что Вселенная расширялась, и расстояния между двумя местами, где сейчас находятся галактики, были крошечными, микроскопическими, в каком-то далеком прошлом, которое можно назвать началом времени. Все расширение можно описать как искривленное пространственно-временное многообразие, подчиняющееся законам общей теории относительности Эйнштейна.

С другой стороны, Λ С Д М Модель представляет собой особую современную версию Теории Большого Взрыва, которая включает в себя «начало со взрыва», но также описывает присутствие видимой барионной материи (в основном звезды и галактики), а также невидимой темной материи. ДМ.

Кажется, что темная материя существует, потому что галактики вращаются определенным образом, отличным от вращения, которое было бы устойчивым, если бы видимые звезды были единственной материей в этих галактиках. Темной материи лучше «сидеть около ядер» галактик, потому что именно там мы наблюдаем ее эффект. Для этого он не должен слишком сильно двигаться относительно скорости света. Вещество, движущееся с малыми скоростями относительно скорости света, называется «холодным». Холодная темная материя, С Д М , по-видимому, является предпочтительным характером большей части темной материи, которую мы наблюдаем, и которая нужна космологам для объяснения данных.

Письмо Λ (лямбда) добавляет космологическую постоянную, постоянную вездесущую положительную энергию вакуума с отрицательным давлением (также называемую «темной энергией», если мы хотим включить несколько иные описания, чем простейшая космологическая постоянная), и этот термин необходим для объяснения наблюдаемого ускорения скорости расширения Вселенной. Теория Большого взрыва, как правило, не нуждается ни в темной материи (DM, не говоря уже о CDM), ни в космологической постоянной. Λ но есть много свидетельств того, что Λ С Д М Модель, а не только общая Теория Большого Взрыва, является правильным описанием Вселенной в масштабах больших расстояний и масштабов времени (и ее происхождения).

Есть много дополнительных деталей, которые космологи хотят определить — и, возможно, уже частично определили. Один из них заключается в том, предшествовала ли степенному расширению Большого взрыва эра космической (экспоненциальной) инфляции. Если кого-то интересуют «голоса», а на самом деле это не тот вопрос или тип доказательства, которым следует интересоваться, я думаю, что безопасное большинство космологов все равно ответит: «Да, инфляция была». Не было бы большинства, если бы исследователям пришлось одновременно выбирать «более конкретный тип инфляции». Можно также спросить, из чего состоит темная материя. WIMP (слабо взаимодействующие массивные частицы) по-прежнему будет наиболее распространенным выбором, но его сторонники могут быть выше 50% или ниже 50%, в зависимости от группы людей, которых спрашивают. и у людей могут быть разные мнения о том, превышает ли это число 50% и т. д. Большинство людей в этой области не уверены в вимпах как личности. Нет ничего "объективного" в вопросе о том, поддерживается ли какая-то хоть сколько-нибудь спорная идея более чем 50%, большинством или "консенсусом".

Возвращаясь к вашему вопросу, вы не должны использовать термин «модель консенсуса», потому что консенсус — это не метод, которым думают ученые — более того, существует разный уровень «консенсуса» по разным вопросам, поэтому нельзя сказать, что один из ваших терминов правильный, а другой неправильный как описание «консенсуса». (Процент космологов, которые серьезно относятся к теории Большого Взрыва, огромен, а процент тех, кто считает, что Λ С Д М модель по крайней мере "в основном правильная" все же большинство, хотя в деталях может скрываться дьявол.) И не стоит использовать "Теорию большого взрыва" и Λ С Д М модель в отдельных предложениях, потому что, как показывает ваш вопрос, использование некоторых терминов означает, что вы будете использовать фразы, значение которых вам неизвестно, и, как правило, делать такие вещи очень плохая привычка.

Если вы говорите или пишете о каких-то вещах, особенно если вы хотите, чтобы ваш текст пугал такими словами, как «консенсус», вам лучше иметь достаточно хорошее представление о том, о чем вы говорите, что, по-видимому, не ваш случай в этой ситуации. . Я думаю, что ваш вопрос указывает на то, что вы должны использовать только термины «Теория большого взрыва» и «Теория большого взрыва». Λ С Д М модель» в предложениях, в которых вы говорите, что космологи и физики используют эти термины. С введением, таким как комментарий выше, можно получить некоторое представление о том, что означают эти термины, но этого все же недостаточно, чтобы оправдать слишком «авторитетные» утверждения об этих теориях. .

Обновлять

CuriousOne указал, что, возможно, термин «модель консенсуса» не совсем был придуман ОП, но где-то был услышан, и он произошел от неточного обратного перевода «модели согласования». Это действительно термин, который использовался в основном для Λ С Д М модель. Первое появление было в 1995 году в статье Стейнхардта и Острикера:

https://arxiv.org/abs/astro-ph/9505066

Они изучили экспериментальные ограничения в двумерной плоскости параметров, включая постоянную Хаббла (или возраст Вселенной) и космологическую постоянную, и уже смогли предположить, что космологическая постоянная составляет примерно 65% плотности энергии. (и все ограничения, казалось, согласовывались с этим выбором), примерно за три года до того, как «открытие» этого факта было официально сделано экспериментаторами. «Соответствие» относится исключительно к согласию между моделями и наблюдениями — в этом термине нет ничего «социологического» или «мнения людей».

введите описание изображения здесь

Хорошая картинка, которую я позаимствовал из вопроса на этом сервере

Как ученые рассчитывают процент темной энергии во Вселенной?

Тот факт, что тонкие эллипсы (экспериментальные ограничения) пересекаются, был и остается нетривиальным. Двух из них достаточно, чтобы определить точку. Тот факт, что третий эллипс также пересекает точку, является уже нетривиальной проверкой, т.е. свидетельством того, что мы не просто подбираем параметры, а более вероятно, чем раньше, что действительно имеет смысл описывать данные данной двухпараметрической теорией. И это нетривиальное соглашение, возможно, и является истинной причиной употребления слова «конкордантность».

Проблема в том, что если вы ищете «консенсусную модель космологии», это всегда приводит к тому, что Λ ЦДМ, всегда. Кроме того, в этом PDF-файле на странице 15 также говорится: «На графике ниже показан« спектр флуктуаций »в изображении WMAP с согласованной космологической моделью, разработанной в 2003 году». И изображение почти такое же, как я видел в Λ Документы модели CDM, отсюда и вопрос.
Итак, возвращаясь к основной проблеме. Вообще говоря, «консенсусная модель космологии» будет означать?
@SyedAli: я бы согласился с ответом Любоша. Он совершенно прав в том, что термин «консенсус» не подходит для науки. То, что иногда даже у ученых появляются плохие разговорные привычки, является фактом жизни. Это не значит, что мы не знаем лучше, когда нам нужно найти ответ, но как только неудачный выбор слов зарекомендовал себя (что может быть худшим выбором, чем «большой взрыв»… не сделать взрыв ...) он имеет тенденцию оставаться.
Спасибо, @CuriousOne. Дорогой Сайед, если бы меня попросили угадать, что могло иметь в виду большинство космологов, использующих эту неудачную фразу, это могло быть и TBBT, и LambdaCDM. Но холодная темная материя может быть и более конкретной, состоящей из вимпов, но в таком случае степень уверенности людей в том, что это то, что есть в природе, действительно может быть ниже 50% (а молодые исследователи не слишком большие поклонники вимпов). , это видно), и наши убеждения в любом случае не имеют значения.
Но я хочу сказать, что весьма вероятно, что «модель консенсуса» использовалась для чего-то, что на самом деле довольно спорно, потому что это та самая причина, по которой люди говорят о «консенсусе». Они используют это слово для оказания некоторого политического давления, делая вид, что несогласные составляют меньшинство, которое нужно раздавить, и они вынуждены это делать, потому что у них нет никаких фактических доказательств или даже улик. Так что слушатель должен быть очень осторожным, когда на него «впечатляет» фраза «модель консенсуса» — в этом случае, вероятно, происходит что-то неправильное.
Мне просто пришло в голову, что, может быть, «консенсус» — это небольшой неправильный перевод слова «согласие», которое я часто слышал? Буквально можно было бы прочитать «согласованность» как «состояние, в котором вещи согласуются друг с другом», что ИМХО не совсем то же самое, что «консенсус». Вызов Λ CDM, «модель соответствия» — это гораздо лучшая фраза, поскольку в настоящее время она, кажется, согласуется с данными, если я все еще в курсе этой темы. Я полагаю, что между космологами также существует некоторое согласие относительно того, что влечет за собой эта модель. Может там что-то потерялось при переводе?
Уважаемый @CuriousOne, я действительно встречал термин (космологическая) «модель соответствия» в технической литературе. Я не знал, что это было в то время. Но в какой-то момент я понял, что это восходит к статье Стейнхардта и Острикера 1995 года, arxiv.org/abs/astro-ph/9505066 , но согласие не является соглашением между людьми (большинством космологов). Это пересечение экспериментальных полос в плоскости "h" и "Omega_Lambda" - ограничения по 3 основным релевантным типам экспериментов. Ничего общего с обществом.
Так что, если «консенсус» исходит из обратного перевода «модели согласования», это не просто неточный перевод — сама суть совершенно неверна. В конце концов, у Стейнхардта могут быть недостатки, но он был впереди в этих вещах до того, как была открыта космологическая постоянная. И он не из тех, кто когда-либо поклонялся бы консенсусу, особенно учитывая его критику инфляции, которая в значительной степени является вопросом консенсуса. Его критика инфляции — это то, что его волнует, и он знает, что любой «консенсусный разговор» быстро обернется против этого важного для него свойства.
Это невероятно! Мне всегда было интересно, что это значит и откуда взялось! Я всегда думал, что дело в согласии с данными... а теперь оказалось, что дело в согласии данных ... вау... ты просто сделал мой день! Большое спасибо за эту жемчужину!
Это действительно отличает их друг от друга: TBBT и Λ CDM, одна общепринятая, а другая точно настроенная, согласующая данные, модель.
Есть одна маленькая вещь, которую я хочу спросить, прежде чем закрыть, например, теорию BB. Λ Модель CDM также должна предоставлять доказательства (математические конструкции) о ранних стадиях Вселенной, таких как эпоха с преобладанием излучения, эпоха с преобладанием материи, я прав? Было бы весьма признательно, если бы вы могли направить меня к статье/книге/веб-сайту, который может предоставить мне некоторые математические данные о том, как обе модели относятся к ранним возрастам Вселенной. @CuriousOne, спасибо и вам.
Дорогой Сайед, космологи не наблюдают непосредственно за эпохой преобладания радиации. Эпоха доминирования материи закончилась относительно недавно (теперь это эпоха доминирования космологических констант, навсегда), и переход никогда не был резким. Стандартные доказательства TBBT перечислены здесь: schoolsobservatory.org.uk/astro/cosmos/bb_evid
Хорошо, перефразирую в более удобной форме. Откуда мы знаем, что эпоха господства радиации длилась 50 000 лет? Какие уравнения дают нам результат 50 000 лет и почему мы уверены, что говорим об эпохе с преобладанием излучения, то же самое и об эпохе с преобладанием материи. Если какой-либо учебник/статья содержит математику об этом, я хотел бы взглянуть на это,
Уважаемый @SyedAli, мы никак не измеряем значение «50 000 лет» напрямую. Я уже ответил на этот вопрос в предыдущем комментарии. Тем не менее, мы уверены, что теория верна уже с первых трех минут, потому что она дает, например, правильные проценты легких ядер, как мы наблюдаем, и они были созданы в первые 3 минуты. Это совпадение (плюс кривые реликтового излучения и т. д.) является источником большой уверенности в том, что теория верна, и поэтому мы также верим уравнениям Большого взрыва, что эра излучения заняла 50 000 лет, и многим другим вещам.
Вы можете посмотреть статьи Википедии об эпохе доминирования радиации en.wikipedia.org/wiki/Radiation-dominated_era и подобные страницы. Время, средняя температура, плотность энергии, скорость расширения и т. д. — все это можно рассчитать (подчиняясь различным степенным законам). Космологи сначала упрощают уравнения Эйнштейна до уравнений Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера для однородной Вселенной с однородной материей и решают это гораздо более простое обыкновенное дифференциальное уравнение, которое зависит только от времени. Разные эпохи отличаются разным соотношением давление/плотность_энергии.
Эти объяснения появляются во многих обзорах, учебниках, введениях. Я был заинтригован упомянуть книгу «Самая непонятная вещь: примечания к очень нежному введению в математику относительности» (купить на amazon.com или где-либо еще), в которой есть страницы 315-320 о материалах FRW и т. д. Что мне нравится в эта книга в том, что в обновленной книге уже есть раздел о детектировании LIGO 2015 года. ;-)