一个多世纪以来，宇宙学常数一直困扰着物理学家。
物理学中存在一个基本问题。
一个称为宇宙常数的数字将量子力学的微观世界与爱因斯坦广义相对论的宏观世界联系起来。然而，这两种理论都无法就其价值达成一致。
事实上，对常数的观测与理论预测的值之间存在巨大差异，这被广泛认为是物理学史上最糟糕的预测。解决分歧可能是本世纪理论物理学最重要的目标。
银河系弯曲的时空结构（绿色）和暗能量（紫色）（主要重力效应）的平滑效果图。）
瑞士日内瓦大学理论物理学助理教授卢卡斯·隆布里瑟（Lucas Lombriser）提出了一种评估爱因斯坦引力方程的新方法，以找到与观测结果非常接近的宇宙常数。他在《物理快报B》杂志上在线发表了他的方法。
爱因斯坦最大的错误是如何转换暗能量
宇宙常数的故事始于一个多世纪前，当时爱因斯坦提出了一组方程，现在被称为爱因斯坦场方程，成为他的广义相对论的框架。这些方程解释了物质和能量如何扭曲空间和时间的结构以产生重力。当时，爱因斯坦和天文学家一致认为宇宙的大小是固定的，星系之间的整体空间没有改变。但是，当爱因斯坦将广义相对论应用于整个宇宙时，他的理论预测一个不稳定的宇宙将膨胀或收缩。为了迫使宇宙静止，爱因斯坦加入了宇宙常数。
近十年后，另一位物理学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble）发现，我们的宇宙不是静止的，而是在膨胀。来自遥远星系的光表明它们彼此相距甚远。这一发现说服了爱因斯坦放弃他的场方程中的宇宙常数，因为它不再需要解释膨胀的宇宙。传说爱因斯坦后来承认，他对宇宙常数的介绍可能是他最大的错误。
1998年，对遥远超新星的观测表明，宇宙不仅在膨胀，而且正在加速膨胀。星系正在相互加速，就好像某种未知的力量正在克服重力并将它们推开。物理学家称这种神秘现象为暗能量，因为它的真正本质仍然是一个谜。
具有讽刺意味的是，物理学家再次将宇宙常数重新引入爱因斯坦的场方程中，以解释暗能量。在目前称为Lambda CDM的宇宙学标准模型中，宇宙常数可以与暗能量互换。天文学家甚至根据对遥远超新星的观测和宇宙微波背景中的波动来估计遥远超新星的价值。虽然这个值非常小（每平方米10 x -52个数量级），但它足以解释整个宇宙空间的加速膨胀。
"宇宙学常数（或暗能量）目前约占宇宙能量的70%，我们可以从观测到的宇宙的加速膨胀中推断出来，"伦勃朗说。但是，这个常数尚不清楚。" 。"试图解释它的尝试失败了，而且我们理解宇宙的方式似乎缺乏基础知识。发现这个问题是现代物理学的主要研究领域之一。人们普遍认为，解决这个问题可能会导致对物理学有更基本的了解。"
物理学史上最糟糕的理论预测
人们认为宇宙常数代表了物理学家所说的"真空能量"。量子场论表明，虚拟粒子突然出现并脱离存在并产生能量，即使在完全空旷的空间真空中，这看起来很荒谬，但已经通过实验观察到。当物理学家试图计算他们对宇宙常数的贡献时，问题就出现了。他们的结果与令人难以置信的10 s 121（即10后跟120个零）中观察到的结果不同，这是所有物理学中理论和实验之间最大的区别。
这种差异导致一些物理学家质疑爱因斯坦最初的引力方程。有些人甚至提出了重力的替代模型。然而，激光干涉仪引力波天文台（LIGO）产生的引力波的进一步证据只会加强广义相对论，并拒绝许多其他替代理论。这就是为什么Lombriser不必重新思考引力，而是采取不同的方法来解决这个宇宙问题。
"我提出的机制不会改变爱因斯坦的场方程，"伦勃朗说。相反，"它为爱因斯坦的场方程增加了一个额外的方程。
引力常数最初用于艾萨克·牛顿的万有引力定律，现在是爱因斯坦场方程的重要组成部分，该方程描述了物体之间引力的大小。它被认为是物理学的基本常数之一，自宇宙开始以来一直保持不变。Lombriser做出了一个戏剧性的假设，即常数可以改变。
在隆布里斯对广义相对论的修正中，引力常数在我们可观测的宇宙中保持不变，但可能会发生变化。他提出了一个多元宇宙的场景，其中可能存在我们看不到的宇宙斑块，具有不同的基本常数。
引力的这种变化为Lombriser提供了一个额外的方程，将宇宙常数与整个时间和空间的物质平均和联系起来。在考虑了宇宙中所有星系，恒星和暗物质的估计质量之后，他可以求解新方程并获得宇宙常数的新值 - 该值与观测结果非常接近。
他使用了一个新的参数，smoules，来表示由暗物质组成的宇宙的一部分，他发现暗物质由大约74%的暗能量组成。这个数字非常接近观察到的68.5% - 远高于量子场论中发现的巨大差距。
虽然Lombriser的框架可以解决宇宙常数的问题，但目前还没有测试方法。但在未来，如果其他理论的实验证明了他的方程，这可能意味着我们对暗能量的理解有了重大飞跃，并提供了解决其他宇宙奥秘的工具。
资源
1.维基百科百科全书
2. 天文名词
翻译：雨叮当声
作者： 蒂姆·柴尔德斯
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