注入真空的能量似乎太小，沒有多元宇宙就無法解釋。但物理學(xué)家至少還有一種解釋。
一種有爭議的觀點認為，我們的宇宙只是無盡的泡泡多元宇宙中的一個隨機泡泡，是自然界最無害的特征：真空。具體而言，多元宇宙假說的種子是在空間注入神秘的能量，被稱為真空能量，暗能量或宇宙常熟。每立方米的空間中的能量只能點亮一個燈泡11萬億分之一秒。正如諾貝爾獎獲得者史蒂芬溫伯格曾經(jīng)說過的那樣，“我們喉嚨里的骨頭”是真空應(yīng)該至少有一萬億億億億億億億倍的能量，因為所有的物質(zhì)和力量都在其中傳播。不知何故，所有這些領(lǐng)域?qū)φ婵盏挠绊憥缀跸嗤?，產(chǎn)生了平靜的靜止。為什么真空空間這么空？
雖然我們不知道這個問題的答案，令人苦惱的“宇宙常數(shù)問題”，極端真空似乎對我們的存在是必要的。在一個充斥著這種引力排斥能量的宇宙中，空間會迅速膨脹，形成像星系、行星或人類這樣的結(jié)構(gòu)。這種微調(diào)的情況表明，可能存在大量的宇宙。所有宇宙都有不同的真空能量，而且我們碰巧居住在一個非常低能的宇宙中，因為其他地方不適合我們居住。
一些科學(xué)家對“人類推理”的重復(fù)理論充滿興趣，但不喜歡多元宇宙，因為多元宇宙是無法測量的。即使是那些接受多元宇宙思想的人，也會尋找宇宙學(xué)常數(shù)問題的替代解決方案。但是到目前為止，除了多元宇宙這個問題似乎無法解決。馬里蘭大學(xué)理論物理學(xué)家Raman Sundrum說：“暗物質(zhì)的問題非常棘手，非常困難，以至于人們到現(xiàn)在還沒有一個或兩個解決方案?！?/p>
為了理解這個原理，為了探究真空能量究竟是什么，阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）的廣義相對論認為，物質(zhì)和能量告訴時空如何彎曲，時空曲率告訴物質(zhì)和能量如何移動。這些方程的一個特征就是時空可以擁有自己的能量。當沒有別的東西存在時，恒定的量保持不變，愛因斯坦稱之為宇宙常數(shù)。幾十年來，宇宙學(xué)家們一直認為它的數(shù)值恰好為零，因為宇宙的擴張速度合理穩(wěn)定，他們想知道為什么。但在1998年，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙的膨脹實際上在逐漸加速，意味著存在一個排斥能量滲透空間。被天文學(xué)家稱為暗能量，它幾乎等同于愛因斯坦的宇宙常數(shù)。它的存在使得宇宙擴張得更快。宇宙擴張了，新宇宙形成，那么宇宙中的斥力總量也增加了。
然而，這種真空能量的推斷密度與量子場論（粒子物理學(xué)的語言）對真空的說法相矛盾。當沒有粒子穿過它時，量子場是空的。但是由于量子物理中的不確定性原理，量子場的狀態(tài)永遠不能確定，所以它的能量永遠不會恰好為零。想象一下，量子場是由空間中每個點上的小彈簧組成。彈簧總是在擺動，因為它們處于最松弛長度的某個不確定范圍內(nèi)。它們總是過于壓縮或松弛，始終處于運動狀態(tài)，因此始終擁有能量。這被稱為該領(lǐng)域的零點能量。力場具有正的零點能量，而物質(zhì)場具有負的零點能量，這些能量總會被加在真空總能量上并從中減去。
總的真空能量應(yīng)該大致等于這些影響因素中最大的。（假設(shè)你收到1萬美元;即使花了100美元，或者在沙發(fā)上找到3美元，你仍約有1萬美元）。然而目前觀察到的宇宙膨脹率表明它的價值在60到120個數(shù)量級之間，遠不止加上去的這一點零點能量，就好像所有不同的正面和負面的零點能量都被某種方式抵消了一樣。實現(xiàn)這種均衡的物理機制非常困難，主要有以下兩個原因：
首先，對真空能量的唯一影響就是引力，因此撥下它似乎需要引力機制。但是在宇宙最初形成的時候，當這樣一個機制可能運行時，宇宙的體積很小。相對于物質(zhì)和輻射量，它的總真空能量可以忽略不計。所有其他的重力完全可以壓倒真空能量的重力效應(yīng)?！斑@是解決宇宙常數(shù)問題的最大困難之一，”物理學(xué)家Raphael Bousso于2007年寫道。他說：“在早期宇宙條件下精確調(diào)整真空能量的引力反饋機制，可以粗略地與飛機在風暴中按規(guī)定飛行路線進行原子精確度測試相比，非常困難。”
綜合這一難題，量子場論計算表明，在大爆炸后不久，冷卻宇宙中的相變使真空能量產(chǎn)生了價值變化。這就產(chǎn)生了這樣一個問題：在這些轉(zhuǎn)變發(fā)生之前或之后，平衡真空能量的假設(shè)機制是否會發(fā)生。該機制怎么知道它們的影響會有多大，如何補償它們？
到目前為止，這些困難阻礙了科學(xué)家們解釋真空較輕的質(zhì)量，除了訴諸于多元宇宙理論。但是最近，一些研究人員一直在探索一種可能：如果宇宙在爆炸后沒有存在而是反彈了，在較早的宇宙收縮階段之后，那么過去的收縮宇宙將是巨大的，并由真空能量支配。也許某種引力機制可能會影響到豐富的真空能量，然后隨著時間的推移自然地將其稀釋。這個想法給了物理學(xué)家Peter Graham、David Kaplan和Surjeet Rajendran思考的靈感，他們發(fā)現(xiàn)了一種新的宇宙反彈模型，盡管他們還沒有表明真空稀釋在收縮宇宙中是如何運作的。
在一封電子郵件中，Bousso稱他們的方法“非常值得嘗試”，“在一個重大問題上進行了已知和誠實的斗爭”。但他補充說，“模型與現(xiàn)實的巨大差距仍然存在，彌補這些差距并使它能夠運作，這意義重大。這個建筑已經(jīng)是一臺Rube Goldberg機器，在填補這些缺口之前，它會變得更加復(fù)雜?！八推渌嘣钪嬲摰淖冯S者通過比較，認為他們的解釋更簡單。
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