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物理学史上最糟糕的理论预言

宇宙已经从一个平滑的状态发展到包含大量结构的状态。最初,引力推动了这些结构的生长,但后来它不得不与暗能量的排斥力竞争。MPE/V.Springel)

当提到以“暗”一词开头的科学神秘概念时,暗物质吸引了大多数公众的注意力。然而,暗能量占宇宙质量的68.3%,而暗物质只有区区26.8%(正常物质只有区区4.9%)。这确实是两个“暗”概念中更重要的概念。

然而我们永远不可能像科学家们努力研究暗物质那样“捕捉”到一个暗能量粒子。这是因为暗能量最有可能只是空间本身固有的能量,也许是由量子泡沫产生的,它是由虚粒子组成的,这些粒子是在存在和不存在的情况下飞行的。正如爱因斯坦提醒我们的那样,这些短暂地向太空突出的虚拟粒子所传递的能量是有质量的。

当天文学家试图测量太空中暗能量的密度时,他们得出了大约每立方米10^-9焦耳的量,这是一个微观但有影响的量。然而,这个被称为宇宙学常数的观测值,并没有与时间检验量子场论所预测的值很接近。正如教科书《广义相对论:物理学家导论》中所详述的:

“最简单的计算包括对自然界所有已知场的量子力学零点能量求和。这给出了比上限高120个数量级的答案。。。由宇宙学观察所设定。这可能是物理学史上最糟糕的理论预言了!没有人知道如何理解这个结果。必须存在一些物理机制,使宇宙常数非常小。“KDSPE”“KDSPs”,或者量子物理学家对场的理解,以及对整个宇宙的扩展,从根本上来说是有缺陷的。然而,这似乎不太可能,因为大量的观测证据支持当前的理论。

是一个如此,量子物理学家有点困难。稍微调整一下理论估计值,就可以大大缩小基诺莫斯差距,但我们量子力学中最好的理论仍然高估了暗能量60个数量级的影响。

“是的,我们一无所知,”天体物理学家尼尔·德格拉斯·泰森在他最近出版的《匆匆忙忙的人的天体物理学》一书中承认但这并不是卑鄙的无知。暗能量并不是漂浮的,没有一个理论来支撑它。暗能量是我们能想象到的最安全的港湾之一:爱因斯坦的广义相对论方程。

观测到的空空间能量密度非常符合大爆炸宇宙学的标准模型,它令人满意地解释了宇宙微波背景、基元丰度和加速度宇宙的膨胀。标准模型的核心是广义相对论,它是迄今为止最成功的理论之一。所以在暗能量与量子力学的较量中,暗能量无疑占据了上风。

最初发表在RealClearScience上。

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