江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

『宇宙』“爱因斯坦的最大失误”或被更正-宇宙常数，困扰物理学家近百年


宇宙学常数困扰着物理学家一个多世纪 。
物理学中有一个基本问题 。
一个称为宇宙常数的数字将量子力学的微观世界和爱因斯坦的广义相对论的宏观世界联系起来 。但是 ， 两种理论都无法就其价值达成共识 。
实际上 ， 该常数的观测值与理论预测的值之间存在巨大差异 ， 该理论被广泛认为是物理学史上最糟糕的预测 。解决差异可能是本世纪理论物理学的最重要目标 。
『宇宙』“爱因斯坦的最大失误”或被更正-宇宙常数，困扰物理学家近百年
本文插图

星系弯曲时空结构（绿色）和暗能量（紫色）的平滑效果示图（主导了重力效应 。 ）
瑞士日内瓦大学理论物理学助理教授卢卡斯·洛姆布里瑟（Lucas Lombriser）提出了一种新的评估爱因斯坦引力方程的方法 ， 以找到与观测值紧密匹配的宇宙常数值 。他在《 Physics Letters B》杂志上在线发表了他的方法 。
『宇宙』“爱因斯坦的最大失误”或被更正-宇宙常数，困扰物理学家近百年
本文插图

爱因斯坦最大的失误是如何变成暗能量的
关于宇宙常数的故事始于一个多世纪以前 ， 当时爱因斯坦提出了一组方程 ， 现在称为爱因斯坦场方程 ， 成为他的广义相对论的框架 。这些方程式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都同意 ， 宇宙的大小是固定的 ， 并且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 ， 他的理论预测到一个不稳定的宇宙会膨胀或收缩 。为了迫使宇宙静止 ， 爱因斯坦加入了宇宙常数 。
『宇宙』“爱因斯坦的最大失误”或被更正-宇宙常数，困扰物理学家近百年
本文插图

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 ， 而是在膨胀的 。来自遥远星系的光线表明它们都彼此远离 。这个发现说服了爱因斯坦放弃了他的场方程中的宇宙常数 ， 因为它不再需要解释一个不断扩大的宇宙 。关于物理学的传说是 ， 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 。
『宇宙』“爱因斯坦的最大失误”或被更正-宇宙常数，困扰物理学家近百年
本文插图

1998年 ， 对遥远超新星的观测表明 ， 宇宙不仅在膨胀 ， 而且还在加速膨胀 。星系正在彼此加速 ， 好像某种未知的力正在克服重力并将这些星系推开一样 。物理学家称这种神秘现象为暗能量 ， 因为其真实性质仍然是个谜 。
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 。 在称为ΛCDM（Lambda CDM）的当前宇宙学标准模型中 ， 宇宙常数可与暗能量互换 。 天文学家甚至根据遥远的超新星的观测和宇宙微波背景的波动来估算其价值 。 尽管该值非常小（每平方米10 ^ -52的数量级） ， 但在整个宇宙范围内 ， 它的意义足以解释空间的加速膨胀 。
【『宇宙』“爱因斯坦的最大失误”或被更正-宇宙常数，困扰物理学家近百年】
『宇宙』“爱因斯坦的最大失误”或被更正-宇宙常数，困扰物理学家近百年
本文插图

伦勃里瑟说：“宇宙学常数（或暗能量）目前约占宇宙能量的70％ ， 这是我们从观察到的宇宙加速膨胀中可以推断出的 。 但是 ， 这一常数尚无法理解 。 ”。“尝试解释它的尝试失败了 ， 在我们如何理解宇宙方面似乎缺少一些基本的东西 。 揭开这个难题是现代物理学的主要研究领域之一 。 人们普遍预计解决这个问题可能会导致让我们对物理学有了更基本的了解 。 ”
『宇宙』“爱因斯坦的最大失误”或被更正-宇宙常数，困扰物理学家近百年
本文插图

物理学史上最糟糕的理论预测


推荐阅读


上一篇：地球：世界上唯一一个拥有所有“热量带”的国家，你知道是哪个国家吗？

下一篇：好好笑看世界@我国卫星传回照片：月球背后的“秘密”被揭开了