宇宙學常數問題


宇宙學常數問題是當今物理學界有待解決的重要問題之一。根據廣義相對論,宇宙真空裏蘊藏的能量會產生引力場,真空能量密度 與宇宙學常數 之間的關係為 。真空能量密度的计算是物理學尚未解決的一個大問題。最簡單算法是總和所有已知量子場貢獻出的零點能,但這理論結果超過天文觀測值120個數量級,被驚歎為「物理史上最差勁的理論預測」!该問題稱為宇宙學常數問題。為什麼從真空能量密度計算出的宇宙學常數,會與天文觀測值相差這麼大?到底是甚麼物理機制抵銷這超大數值?解決這一系列問題可能要用到量子引力理論[1]:186-187

背景

1916年,瓦爾特·能斯特最先發現與提出真空災變問題[2],並且疑問這麼特大的真空能量會對重力效應造成的結果[3][4]

1967年由俄羅斯宇宙學家雅可夫·泽尔多维奇提出宇宙学常数问题。

虛粒子對質子或原子之影響

根據量子力學,我們有可能算出氫原子附近間歇生滅的所有虛粒子,對氫原子頻譜所造成之影響。對於比較觀測結果的準確性,更可以到達非常的高度。

當中的計算,其實就是計算質子或原子的總能量,再計算虛粒子在空無空間的總能量,兩者相減。兩種能量在形式上皆為無窮,然而兩者相減,按狄拉克的規則卻可以得出一個有限的數值。

虛粒子對空無空間之影響

然而,若想只單獨計算虛粒子對空無空間之影響,則無任何可減之物,求出的結果,則為無窮。若索其根源,海森堡測不準原理指出間歇生滅的虛粒子消失得越快,其所帶有之能量則越大。因此若時間降低至幾乎瞬間消失,粒子則可摧帶幾乎無窮之能量。若要排除無窮,第一個作法,則是引入截断,以普朗克時間作為虛粒子存在時間之下限。但即使如此,透過此方法計算所得之宇宙空無空間能量,竟然比宇宙學常數計算之觀測結果高出120個數量級。兩者的巨大差異,就是宇宙學常數問題

真空災變

航海家探測衛星測量到的數據所推斷出的真空能量密度上限為1014 GeV/m3,而從量子場論估算出的零點能密度為10121 GeV/m3。兩個數值難以置信地相差了107個數量級[5]宇宙學裏,這差異稱為真空災變(英语:vacuum catastrophe)。[6]物理史上從未見到這麼大的差距,物理學者認為這是當今物理理論的重大瑕疵。

1916年,瓦爾特·能斯特最先發現與提出真空災變問題。[2]並且疑問這麼特大的真空能量會對重力效應造成的結果[3][7]

這問題可能對於引力與量子理論的統一給出很有價值的線索,因此有很多理論物理學者致力於這方面的研究。[6]

問題及解決方向

故此,必須要將理論值下調120個數量級以至與觀測值一致,方能作出一個合理的解釋。我們必須要降低那個從空無空間虛粒子能量輕率地計算的估值,向下修正到一個合理的上限。當中牽涉到2個非常大的正數相減,在頭120個位彼此相消,而在第121個位留下非零數值。如此精確程度,在科學界並無先例可言。

參见

參考文獻

  1. ^ MP Hobson, GP Efstathiou & AN Lasenby. General Relativity: An introduction for physicists Reprint. Cambridge University Press. 2006. ISBN 9780521829519. 
  2. ^ 2.0 2.1 W Nernst. Über einen Versuch von quantentheoretischen Betrachtungen zur Annahme stetiger Energieänderungen zurückzukehren. Verhandl. der Deutschen Phys. Gesellschaften. 1916, 18: 83.  (德文)
  3. ^ 3.0 3.1 TM Nieuwenhuizen. Beyond the quantum. World Scientific. 2007: 250. ISBN 9812771174. 
  4. ^ SE Rugh, H Zinkernagel. The quantum vacuum and the cosmological constant problem. Studies in History and Philosophy of Science Part B. 2002, 33: 663–705 [2016-09-17]. doi:10.1016/S1355-2198(02)00033-3. (原始内容存档于2010-11-30). 
  5. ^ SM Dutra. Cavity Quantum Electronics. John Wiley & Sons. 2005: 63. ISBN 0471713473. 
  6. ^ 6.0 6.1 Adler, Ronald; et al. Vacuum catastrophe: An elementary exposition of the cosmological constant problem (PDF). Am. J. Phys. 1995, 63 (7) [2013-11-12]. (原始内容 (PDF)存档于2012-04-16). 
  7. ^ SE Rugh, H Zinkernagel. The quantum vacuum and the cosmological constant problem. Studies in History and Philosophy of Science Part B. 2002, 33: 663–705 [2011-06-05]. doi:10.1016/S1355-2198(02)00033-3. (原始内容存档于2010-11-30). 

Read other articles:

Make a secretSingel oleh BoAdari album OutgrowDirilis31 Agustus 2005FormatCDDirekam?GenrePopDurasiLabelavex traxProduser? Make a secret adalah singel solo Jepang BoA ke-16. Judul lagu ini digunakan untuk komersial Kose Fasio, dan walaupun lagu Make a secret dipromosikan, lagu Long time no see, mendapat lebih banyak fans. Lagu make a secret (?) Long time no see (?) make a secret (Instrumental) (?) Long time no see (Instrumental) (?) lbsBoAKoreaAlbum Studio ID; Peace B • No.1...

 

ChadUskup YorkGambar Chand di Kaca Patri Jendela dari Holy Cross Monastery, West Park, New YorkKeuskupanKeuskupan YorkPenunjukan664Masa jabatan berakhir669PendahuluPaulinusPenerusWilfridImamatTahbisan uskup664Informasi pribadiLahir634NorthumbriaWafat2 Maret 672Lichfield, StaffordshireMakamKatedral LichfieldOrang kudusHari heringatan2 MaretVenerasiGereja Katolik RomaAnglikanismeGereja Ortodoks Timur Chad dari Mercia adalah seorang berkebangsaan Anglo Saxon yang menjadi kepala dari beberapa bia...

 

Empat jumlah parsial pertama 1 + 2 + 4 + 8 + … {\displaystyle 1+2+4+8+\dots } Dalam matematika, 1 + 2 + 4 + 8 + ⋯ adalah deret tak terhingga yang suku-sukunya berupa pangkat dua. Sebagai deret geometrik, deret ini mempunyai suku pertama, 1, dan rasio umum, 2. Sebagai deret bilangan riil, deret ini divergen menuju ke tak terhingga, dalam artian tidak memiliki penjumlahan. Dalam arti yang lebih luas, deret ini dikaitkan dengan nilai selain ∞ {\displaystyle \infty } , yaitu −1,...

1953 film by Frank McDonald Son of Belle StarrDirected byFrank McDonaldWritten byJack DeWittD.D. BeauchampWilliam RaynorProduced byPeter ScullyStarringKeith LarsenDona DrakePeggie CastleCinematographyHarry NeumannEdited byBruce SchoengarthMusic byMarlin SkilesProductioncompanyAllied Artists PicturesDistributed byAllied Artists PicturesRelease dateJune 20, 1953Running time70 minutesCountryUnited StatesLanguageEnglish Son of Belle Starr is a 1953 American Western film directed by Frank McDonald...

 

Pour les articles homonymes, voir Reich allemand et Weimar (homonymie). Reich allemand(de) Deutsches Reich 1918–1933(14 ans, 4 mois et 14 jours)Drapeau de la République de Weimar Armoiries de la République de Weimar Hymne en allemand : Das Lied der Deutschen (prononcé en allemand : [das ˌliːt dɛːʁ ˈdɔʏtʃn̩], « Le chant des Allemands ») La République de Weimar en Europe (en vert) en 1930.Informations générales Stat...

 

Pour les articles homonymes, voir Saint-Nazaire (homonymie). Saint-Nazaire Église paroissiale Saint-Nazaire Blason Administration Pays France Région Occitanie Département Pyrénées-Orientales Arrondissement Perpignan Intercommunalité Perpignan Méditerranée Métropole Maire Mandat Jean-Claude Torrens 2020-2026 Code postal 66570 Code commune 66186 Démographie Gentilé Nazairiens, Nazairiennes Populationmunicipale 2 785 hab. (2021 ) Densité 270 hab./km2 Géographie Coord...

Innocent Victims, one of two memorials previously displayed in Harrods There are many conspiracy theories surrounding the death of Diana, Princess of Wales, on 31 August 1997.[1] Official investigations in both Britain and France found that Diana died in a manner consistent with media reports following the fatal car crash in Paris. In 1999, a French investigation concluded that Diana died as the result of a crash.[2] The French investigator, Judge Hervé Stephan, concluded th...

 

Crater on Mercury Crater on MercuryDegasDegas crater, MESSENGER spacecraft image, 2011. Inset is Mariner 10 image from 1974.PlanetMercuryCoordinates37°30′N 127°00′W / 37.5°N 127°W / 37.5; -127QuadrangleShakespeareDiameter54 km (34 mi)DiscovererMariner 10EponymEdgar Degas Degas is a rayed crater on Mercury at latitude 37.5 N, longitude 127 W. Its diameter is 54 kilometres (34 mi). It was named after the French impressionist painter Edgar Degas in ...

 

此條目可参照英語維基百科相應條目来扩充。 (2021年5月6日)若您熟悉来源语言和主题,请协助参考外语维基百科扩充条目。请勿直接提交机械翻译,也不要翻译不可靠、低品质内容。依版权协议,译文需在编辑摘要注明来源,或于讨论页顶部标记{{Translated page}}标签。 约翰斯顿环礁Kalama Atoll 美國本土外小島嶼 Johnston Atoll 旗幟颂歌:《星條旗》The Star-Spangled Banner約翰斯頓環礁�...

Pola Batik Kawung menampilkan grup simetri kertas dinding p4m Grup kertas dinding (atau grup simetri bidang atau grup kristalografi bidang) adalah klasifikasi matematika dari pola berulang dua dimensi, berdasarkan simetris dalam pola. Pola seperti itu sering terjadi dalam arsitektur dan seni dekoratif, terutama pada tekstil, ubin dan kertas dinding. Bukti bahwa hanya ada 17 kelompok berbeda dari pola, pertama kali ditunjukkan oleh Evgraf Fedorov pada tahun 1891[1] dan kemudian diturun...

 

Texian politician Edward BurlesonEdward Burleson in photograph, prior to 18513rd Vice President of the Republic of TexasIn officeDecember 13, 1841 – December 9, 1844PresidentSam HoustonPreceded byDavid G. BurnetSucceeded byKenneth Lewis AndersonMember of the Texas SenateIn officeFebruary 16, 1846 – November 5, 1849Preceded byConstituency establishedSucceeded byWilds K. CookeConstituency15th districtIn officeNovember 13, 1849 – December 26, 1851Preceded byRober...

 

1997 single by PortisheadAll MineSingle by Portisheadfrom the album Portishead B-sideCowboysReleased8 September 1997Recorded1996–1997Genre Trip hop jazz fusion Length4:00LabelGo! Discs/LondonSongwriter(s) Geoff Barrow Beth Gibbons Adrian Utley Producer(s)Portishead and Dave McDonaldPortishead singles chronology Glory Box (1995) All Mine (1997) Over (1997) All Mine is the second track and first single from English electronic music band Portishead's self-titled second album (1997). The song w...

State park in Oregon, United States Mayer State ParkView east of the Columbia River from Rowena CrestShow map of OregonShow map of the United StatesTypePublic, stateLocationWasco County, OregonNearest cityThe DallesCoordinates45°40′32″N 121°16′11″W / 45.675676°N 121.2697945°W / 45.675676; -121.2697945[1]Operated byOregon Parks and Recreation Department Mayer State Park is a state park in the Columbia River Gorge, near Rowena, Oregon in Was...

 

Religion in Macau (2020)[1]   Chinese folk religion (58.70%)  Buddhism (17.27%)  None (15.84%)  Christianity (7%)  Other (1.19%) Statue of Guan Yin, the goddess of mercy, in Macau. Part of a series on theCulture of Macau History People Macau people Macanese people Languages Cuisine Festivals Public holidays Religion Music and performing arts Films Cantonese opera Media Television Sport Symbols Flag Coat of arms National anthem vte The...

 

Location of Adams County in Indiana This is a list of the National Register of Historic Places listings in Adams County, Indiana. This is intended to be a complete list of the properties and districts on the National Register of Historic Places in Adams County, Indiana, United States. Latitude and longitude coordinates are provided for many National Register properties and districts; these locations may be seen together in a map.[1] There are 10 properties and districts listed on the...

Beaumat Administration Pays France Région Occitanie Département Lot Arrondissement Gourdon Intercommunalité Communauté de communes du Causse de Labastide-Murat Maire délégué Mandat Paulette Pons 2016-2020 Code postal 46240 Code commune 46019 Démographie Population 81 hab. (2013) Densité 10 hab./km2 Géographie Coordonnées 44° 39′ 37″ nord, 1° 31′ 15″ est Altitude Min. 238 mMax. 426 m Superficie 8,10 km2 Élections Dé...

 

『おねだり怪盗GO!マウス』(おねだりかいとうゴーマウス)は、毎日放送テレビ(MBSテレビ)で特別番組として放送されていたバラエティ番組。ハイビジョン制作。 概要 2001年に放送開始。半年に1度、金曜日もしくは日曜日深夜に放送される特別番組である。毎回様々な企業や店を訪れ、そこでゲームにチャレンジして視聴者のためにプレゼントを獲得する「現代版ね�...

 

Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada Desember 2022. Dalam nama yang mengikuti kebiasaan penamaan Slavia Timur ini, patronimiknya adalah Surenovich. Mikhail AloyanМихаил АлоянAloyan pada 2020StatistikDinilai pada Kelas terbang super kelas bantam Tinggi5 ft 4+1/2 inKebangsaanRussianLahir23 Agu...

German Egyptologist (1933–2019) You can help expand this article with text translated from the corresponding article in German. (February 2022) Click [show] for important translation instructions. View a machine-translated version of the German article. Machine translation, like DeepL or Google Translate, is a useful starting point for translations, but translators must revise errors as necessary and confirm that the translation is accurate, rather than simply copy-pasting machine-tran...

 

Ágios NektáriosGéographiePays  GrèceDiocèse décentralisé Diocèse décentralisé de la CrètePériphérie CrèteDistrict régional district régional de la CanéeCommunauté démotique Commune of Asfendou (d)Dème dème de SfakiáCoordonnées 35° 12′ 06″ N, 24° 12′ 49″ EDémographiePopulation 50 hab. (2021)modifier - modifier le code - modifier Wikidata Ágios Nektários (grec moderne : Άγιος Νεκτάριος) est une localit...