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一個(gè)很有爭(zhēng)議的觀點(diǎn)認(rèn)為，我們的宇宙只是無(wú)數(shù)泡泡多重宇宙中隨機(jī)的一個(gè)。這些宇宙來(lái)自于自然界中看上去最平凡無(wú)害的特征：真空。具體而言，多重宇宙假說(shuō)的種子是滲透在真空中的令人費(fèi)解的微小能量——即所謂的真空能量、暗能量或宇宙學(xué)常數(shù)。每立方米的真空中只含有足夠讓一個(gè)燈泡被點(diǎn)亮11萬(wàn)億分之一秒的能量。諾貝爾獎(jiǎng)得主史蒂芬·溫伯格對(duì)此曾這樣說(shuō)道：“如鯁在喉?！?/span>[1] 真空中的能量應(yīng)該至少是這個(gè)值的萬(wàn)億萬(wàn)億萬(wàn)億萬(wàn)億萬(wàn)億倍，因?yàn)樗械奈镔|(zhì)場(chǎng)和力場(chǎng)都在其中穿梭。但不知何故，所有的這些場(chǎng)對(duì)真空的影響幾乎打了個(gè)平手，制造出全然的寂靜。為什么真空如此之空？

這個(gè)問(wèn)題被稱(chēng)為“宇宙學(xué)常數(shù)問(wèn)題”。雖然我們還不知道問(wèn)題的答案，但對(duì)于我們的存在來(lái)說(shuō)，真空的極致空白似乎是必要的。宇宙中充斥的這種引力排斥能量哪怕多一點(diǎn)點(diǎn)，空間的膨脹就會(huì)迅速到使人類(lèi)、行星或星系這些結(jié)構(gòu)根本無(wú)法形成。這種“微調(diào)過(guò)”的情況表明，或許有大量含有不同真空能量的宇宙存在，而我們恰巧居住在一個(gè)真空能量非常低的宇宙中，因?yàn)槲覀冊(cè)谄渌胤經(jīng)]有出現(xiàn)的可能。

一些科學(xué)家不喜歡談?wù)摗?/span>人擇原理”的論調(diào)，也不喜歡多重宇宙的不可檢驗(yàn)性。即使是那些接受多重宇宙思想的人，也希望能為宇宙學(xué)常數(shù)問(wèn)題找到一個(gè)其他的解決方案。但以目前我們所掌握的信息來(lái)看，如果沒(méi)有多重宇宙，宇宙學(xué)常數(shù)的問(wèn)題就幾乎無(wú)法解決。馬里蘭大學(xué)理論物理學(xué)家 Raman Sundrum 說(shuō)： “暗能量的問(wèn)題太棘手、太困難，以至于還沒(méi)有人能想出一兩個(gè)解決方案?！?nbsp;

為了弄清楚為什么，我們先要思考的是真空能量究竟是什么。阿爾伯特·愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論認(rèn)為，物質(zhì)和能量告訴時(shí)空如何彎曲，而時(shí)空的曲率告訴物質(zhì)和能量如何移動(dòng)。這些方程的一個(gè)自動(dòng)特征是時(shí)空可以擁有自己的能量，這是一種即使不存在任何物質(zhì)時(shí)也能保持恒定不變的能量，愛(ài)因斯坦稱(chēng)之為宇宙學(xué)常數(shù)。在過(guò)去的幾十年中，宇宙學(xué)家認(rèn)為宇宙的膨脹速率基本穩(wěn)定，因此假設(shè)這個(gè)值為零。但是，在1998年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙的膨脹實(shí)際上是在逐漸加速的，這意味空間中滲透著一個(gè)排斥能，也就是天文學(xué)家所說(shuō)的暗能量，它幾乎等同于愛(ài)因斯坦的宇宙學(xué)常數(shù)。它的存在使得宇宙膨脹得更快，而隨著宇宙的膨脹，就會(huì)形成新的空間，宇宙中的排斥能總量也隨之增加。

○ 暗能量導(dǎo)致宇宙加速膨脹。| 圖片來(lái)源：NASA

然而，對(duì)這種真空能量密度的推斷與量子場(chǎng)論對(duì)真空的描述是矛盾的（量子場(chǎng)論是粒子物理學(xué)的語(yǔ)言）。當(dāng)沒(méi)有粒子激發(fā)穿過(guò)時(shí)，量子場(chǎng)是空的。但量子物理中的不確定性原理告訴我們的是，量子場(chǎng)的狀態(tài)永遠(yuǎn)不能確定，因此它的能量永遠(yuǎn)不會(huì)完全為零?？梢詫⒘孔訄?chǎng)想象成是由空間里每個(gè)點(diǎn)上的小彈簧組成，彈簧會(huì)不停地?cái)[動(dòng)，因?yàn)樗鼈冎粫?huì)處于最松弛長(zhǎng)度下的某個(gè)不確定范圍內(nèi)。它們總是要么過(guò)于壓縮，要么過(guò)于拉伸，因此始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)從而擁有能量，這被稱(chēng)為場(chǎng)的零點(diǎn)能。力場(chǎng)具有正的零點(diǎn)能量，而物質(zhì)場(chǎng)具有負(fù)的零點(diǎn)能量，這些能量會(huì)加在真空總能量上，或從真空總能量中減去。

總的真空能量應(yīng)該大致等于這些影響因素中最大值。（舉個(gè)例子說(shuō)，假設(shè)你收到一1萬(wàn)元禮金，即使你花出去100元，或又撿到3元，你仍然會(huì)覺(jué)得自己擁有大約1萬(wàn)元。）然而觀測(cè)到的宇宙膨脹率表明它的值應(yīng)該比零點(diǎn)能對(duì)它做出的貢獻(xiàn)小60到120個(gè)數(shù)量級(jí)之間，就好像所有不同的正、負(fù)項(xiàng)都以某種方式被抵消了一樣。而出現(xiàn)一個(gè)能實(shí)現(xiàn)這種抵消的物理機(jī)制是非常困難的，其中有兩個(gè)主要原因。

首先，真空能量的唯一效應(yīng)是引力效應(yīng)，因此讓它降低似乎需要一種引力上的機(jī)制。但是在宇宙最初時(shí)刻，當(dāng)有這樣一個(gè)機(jī)制已經(jīng)存在時(shí)，宇宙的體積是如此之小，以至于總的真空能量相較于物質(zhì)和輻射量可以忽略不計(jì)。真空能的引力效應(yīng)會(huì)完全被所有其他的引力所遮蓋。“這是解決宇宙常數(shù)問(wèn)題中最大的困難之一?！蔽锢韺W(xué)家 Raphael Bousso 于2007年寫(xiě)道[2]。他說(shuō)，在早期宇宙條件下，一個(gè)引力的反饋機(jī)制能精確調(diào)整真空能量：“可以粗略地把這比作為要讓一架飛機(jī)在風(fēng)暴中按照制定好的路線，以原子尺度的精確度進(jìn)行飛行?！?/span>

綜合這一難點(diǎn)，量子場(chǎng)論的計(jì)算表明，在大爆炸發(fā)生后不久，真空能量的值會(huì)根據(jù)冷卻宇宙中的相變產(chǎn)生變化。這就產(chǎn)生了這樣一個(gè)問(wèn)題，即真空能量抵消的假設(shè)機(jī)制是發(fā)生在這些轉(zhuǎn)變出現(xiàn)之前還是之后。這種機(jī)制又是如何知道它們的效應(yīng)如何，從而查漏補(bǔ)缺？

到目前為止，這些障礙都阻礙了在不借助多重宇宙的情況下，來(lái)解釋真空中微小重量的嘗試。但最近，一些研究人員正在探索一條或許可行的途徑：如果宇宙沒(méi)有從大爆炸中誕生，而是隨著宇宙的收縮階段反彈而來(lái)，那么在遙遠(yuǎn)的過(guò)去，收縮的宇宙將是巨大的并由真空能量所支配?；蛟S某種引力機(jī)制可以影響到大量的真空能量，然后隨著時(shí)間的推移自然地將其稀釋。這種想法啟發(fā)了物理學(xué)家 Peter Graham,、David Kaplan 和 Surjeet Rajendran，他們發(fā)現(xiàn)了一種新的宇宙反彈模型[3]，盡管他們還沒(méi)能表明真空稀釋在收縮宇宙中是如何運(yùn)作的。

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