物理学家泡利是最先发现不对劲的人之一 , 他在1920年代发现这种能量强大无比 , 以宇宙膨胀的时间来说 , 其中任何物体之间的距离应该早就超过光所行进的范围 。 泡利计算得出整个可观测宇宙的大小 , 「应该不超过月球的范围 。 」据说他觉得自己的估算非常有趣 , 但当时没有人认真看待 。 第一位根据量子理论对真空能量的预测而计算出宇宙常数值的 , 是物理学家沙多维契 , 他在1967年发现这种能量使宇宙常数变得非常大 。 不过 , 当时的物理学家认为宇宙是以稳定或逐渐降低的速率膨胀 , 且大多相信宇宙常数应该为零 。 宇宙常数问题因此诞生 。
30年后 , 当天文学家意识到宇宙正在加速膨胀时 , 这个问题没有消失 。 宇宙加速膨胀的现象虽令人震惊 , 但比起量子理论的预测值 , 宇宙加速膨胀的速度显得太小了 。 就概念上 , 重新引入宇宙常数反而加深了研究困境 。 宇宙常数为什么只比零大一点 , 实在令人费解 。 以至于物理学家感叹 , 这个数值非常奇怪 , 甚至比其值为零还诡异 。
不过并非所有人都认为这是需要解决的问题 。 德国法兰克福高等研究院的理论物理学家赫森费德(Sabine Hossenfelder)认为 , 宇宙常数只是个自然界常数 , 在方程式中可以是任何数值 , 这数值只是巧合而已 。
但是许多物理学家仍不轻言放弃 , 认为必然有某些原因 , 才会造成宇宙常数如此微小 。
尽管物理学家渴望攻克这问题 , 但进展却令人沮丧 。 自这个问题被指出已经50年 , 仍未有公认的完备解释 。 不断有新想法提出 , 但很少经得起考验 。
最后甚至有科学家尝试用多重宇宙理论来解释了 。
在宇宙常数问题的解决方案中 , 人择原理是最突出(却也是某些物理学家最痛恨)的一个方法 。
【宇宙终极命运,竟然写在爱因斯坦的一个“错误方程”里?】认同这个方案的科学家认为 , 我们计算出的宇宙常数虽然是一个不太可能出现的数值 , 但可以用“多重宇宙”的说法来解释 。 “多重宇宙”理论认为我们的宇宙只是宇宙大洋中的一个泡泡 , 各自有着不同的物理定律和常数 , 必然有个泡泡就是我们所在的这个宇宙的常数值 。 其他大多数泡泡不会形成有星系、恒星、行星或生命的宇宙 , 因此毋庸置疑我们的宇宙与其他宇宙迥然不同 。
由于热门的弦理论正好需要运用多重宇宙的概念 , 因此研究弦论的物理学家倾向认为 , 透过这项推论就可解决宇宙常数问题 。 而其他物理学家则认为这就是偷懒和逃避 。 等同于放弃回答这个问题 。
而根据目前的科学家们的总体观点 , 认为实际上所有目前提出的解决方案几乎都要大幅度调整既有的物理理论 。 每个解决方案都修改了基本物理原理 , 例如时空或宇宙的维度数量 。
没有任何一种理论明显比其他理论更高明 , 每一个理论都会被其他的科学家讨厌 。
或许也有可能 , 压根就没人提出真正的答案!
但现实就摆在那里!
占比宇宙高达70%的暗能量作为与引力相抗衡的宇宙常数不仅确确实实存在 , 而且大大扰动了我们的宇宙 , 使宇宙的膨胀速率严重失控 , 其所产生的汹涌澎湃的排斥力已令整个宇宙为之变色 。
暗能量是怎么来的?它将如何发展?这已经是21世纪宇宙学所面临的最重大问题之一 。
至于宇宙常数和暗能量暗物质究竟是怎样的一种关系?是否还预示着多重宇宙平行宇宙的存在?
这些都还是全球物理学家每天掉头发在琢磨的事 , 尚无定论 。
莫非爱因斯坦真的是对了又错 , 错了又对?
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