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錢(qián)大鵬__哈勃常數(shù)知多少

 物理網(wǎng)文 2019-09-05

最近有一篇關(guān)于哈勃常數(shù)測(cè)量方面的新文章(作者之一的Freedman女士曾領(lǐng)導(dǎo)旨在測(cè)量哈勃常數(shù)的哈勃空間望遠(yuǎn)鏡關(guān)鍵項(xiàng)目,現(xiàn)在又參與主持卡內(nèi)基-芝加哥哈勃計(jì)劃,是這個(gè)領(lǐng)域的權(quán)威人物),該文 http://120.52.73.78/arxiv.org/pdf/1604.01788v2.pdf 全面列出從20012016年16年間H0的測(cè)量結(jié)果。下面這張表對(duì)應(yīng)于文中圖1的數(shù)據(jù),這些豐富的觀測(cè)數(shù)據(jù)可用來(lái)檢驗(yàn)我們計(jì)算的哈勃常數(shù)理論值。

Short Title

Technique

H0

km · s?1·Mpc?1

Uncertainty

km · s?1·Mpc?1

Reference

KP

Cepheid

71

2(ran),  6(sys)

Freedman  et al. (2001)

WMAP1

CMB

72

5

Spergel  et al. (2003)

WMAP3

CMB

73.2

+2.1,  -3.2

Spergel  et al. (2007)

WMAP5

CMB

71.9

+2.6,  2.7

Dunkley  et al. (2009)

SH0ES

Cepheid

74.2

3.6

Riess  et al. (2009)

SH0ES

Cepheid

74.4

2.5

Riess  et al. (2011)

WMAP7

CMB

70.4

2.5

Komatsu  et al. (2011)

CHP

Cepheid

74.3

1.5(ran),2.1(sys)

Freedman  et al. (2012b)

WMAP9

CMB

70.0

2.2

Bennett  et al. (2013)

P2013

CMB

67.3

1.2

Planck  Collaboration et al. (2014)

P2015

CMB

67.8

0.9

Planck  Collaboration et al. (2015)

SH0ES

Cepheid

71.82

2.67

Riess  et al. (2016)

CMB

平均值

CMB

70.4

0.8


Cepheid 平均值

Cepheid

73.1

0.7


WMAP平均值

71.5



最大值和最小值的平均

70.85



    總平均值

71.5



在上一篇博文中http://blog.sciencenet.cn/blog-648126-989265.html,我介紹了依據(jù)吸納了測(cè)不準(zhǔn)原理的新狹義相對(duì)論推導(dǎo)出哈勃常數(shù)和若干基本物理常數(shù)之間的關(guān)系式,由此式算出哈勃常數(shù)的理論值H0=70.937 km·s?1·Mpc?1,可以看到,我們的計(jì)算值與上表所列的測(cè)量值特別是紅色標(biāo)記的單個(gè)測(cè)量值和各種平均值符合的很好。其中KP就是由Freedman領(lǐng)導(dǎo)的哈勃太空哈勃望遠(yuǎn)鏡重點(diǎn)項(xiàng)目,他們累計(jì)十年觀測(cè)數(shù)據(jù)得出H0=71km·s?1·Mpc?1,與我們的理論值幾乎完全吻合,這是2001年公布的觀測(cè)結(jié)果。此后利用不同技術(shù)方法測(cè)量的H0值出現(xiàn)波動(dòng),而且還形成了兩條路線斗爭(zhēng)”——一條是傳統(tǒng)的造父變星(Cepheid距離階梯法,另一條是基于宇宙微波背景輻射能譜的CMB法。雖然兩條路線分道揚(yáng)鑣,Cepheid階梯法趨向大于71的高值,CMB法趨向小于71的低值,但16年間總的平均結(jié)果還是在71附近,沒(méi)跑多遠(yuǎn)。值得注意的是,多年來(lái)Cepheid階梯法測(cè)量得值最高的SH0ES團(tuán)隊(duì)最近公布的結(jié)果是71.82,明顯向71回落;而測(cè)量值最低的CMBPlanck衛(wèi)星2013年到2015年有向上發(fā)展的趨勢(shì),應(yīng)該說(shuō)這是好兆頭。哈勃常數(shù)測(cè)量之戰(zhàn)方興未艾,我們可以坐山觀虎斗,靜候觀測(cè)值向70.9回歸,我們有這個(gè)自信。

對(duì)于哈勃常數(shù)與若干物理常數(shù)的關(guān)系式,不知道各位網(wǎng)友有何感觸,我卻是一直為有這樣一個(gè)公式的存在而感到難以言表的震撼!描寫(xiě)宇宙大尺度特征和微觀粒子性質(zhì)的互不相關(guān)的幾個(gè)基本常數(shù)居然能夠統(tǒng)一出現(xiàn)在一個(gè)公式中,而這個(gè)公式作為一個(gè)復(fù)雜理論的導(dǎo)出結(jié)果又是出奇的簡(jiǎn)單明了,特別是用它計(jì)算的哈勃常數(shù)理論值與實(shí)際觀測(cè)值符合的竟如此之好,實(shí)在令人驚嘆!通過(guò)理論研究幸運(yùn)地發(fā)現(xiàn)了這個(gè)公式,是我以謙卑的心情表示感激的恩遇!

得到這個(gè)公式已經(jīng)過(guò)去25年了,我相信這個(gè)公式遲早會(huì)被學(xué)術(shù)界廣泛接受并最終寫(xiě)入教科書(shū),以至躋身于為人們津津樂(lè)道的那些既寓意雋永又簡(jiǎn)單優(yōu)美的公式行列。當(dāng)然,這需要一個(gè)漫長(zhǎng)的等待過(guò)程,正所謂路漫漫其修遠(yuǎn)兮,吾將免不了跟哈勃常數(shù)伴朝夕、同呼吸、相與析、通靈犀、嘆唏噓,為了天天看清晰,就算忘了休息、吃東西,也在所不惜。

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