暗能量是一種什么能量？解開暗能量之謎的新方法

2025-12-11 02:54:17 分類：休閑 閱讀(1993)

暗能量是一種什么能量？解開暗能量之謎的新方法
（神秘的地球uux.cn）據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)（作者：Raphaël Cayrol，盧森堡大學）：暗能量的開暗背后是什么，是量種量解武漢洪山（上門服務）上門服務資源vx《365-2895》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達什么將其與阿爾伯特·愛因斯坦引入的宇宙常數(shù)聯(lián)系起來？盧森堡大學的兩位物理學家指出了回答這些開放物理學問題的方法。
宇宙有許多奇異的開暗特性，這些特性很難用日常經(jīng)驗來理解。量種量解例如，開暗我們所知道的量種量解由原子、分子和其他粒子組成的開暗物質，顯然只占宇宙能量密度的量種量解一小部分。最大的開暗貢獻，超過三分之二，量種量解來自“暗能量” - 一種假設的開暗武漢洪山（上門服務）上門服務資源vx《365-2895》提供外圍女上門服務快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達能量形式，其背景物理學家仍然感到困惑。量種量解
此外，開暗宇宙不僅在穩(wěn)步膨脹，量種量解而且以越來越快的速度膨脹。這兩個特征似乎是相互關聯(lián)的，因為暗能量也被認為是加速膨脹的驅動力。此外，它可以重新統(tǒng)一兩個強大的物理思想流派：量子場論和阿爾伯特·愛因斯坦開發(fā)的廣義相對論。但有一個問題：到目前為止，計算和觀察遠未匹配?，F(xiàn)在，來自盧森堡的兩位研究人員在《物理評論快報》發(fā)表的一篇論文中展示了解決這個100年歷史的謎語的方法。
真空中虛擬粒子的軌跡
“暗能量來自量子場論的公式，”盧森堡大學物理與材料科學系理論固體物理學教授Alexandre Tkatchenko教授解釋說。該理論的發(fā)展是為了將量子力學和廣義相對論結合在一起，它們在基本方面是不相容的。
它的基本特征是：與量子力學相反，該理論不僅將粒子，而且將無物質場視為量子對象?！霸谶@個框架中，許多研究人員將暗能量視為所謂的真空能量的表達，”Tkatchenko說：一個物理量，在生動的圖像中，是由成對的粒子及其反粒子 - 如電子和正電子 - 在實際上是空的空間中不斷出現(xiàn)引起的。
物理學家將虛擬粒子及其量子場的來來去去稱為真空或零點漲落。當粒子對立即再次消失在虛無中時，它們會留下一定的能量?！斑@種真空能量在廣義相對論中也有意義，”盧森堡科學家指出?！八憩F(xiàn)在愛因斯坦出于數(shù)學原因插入他的方程中的宇宙學常數(shù)。
巨大的不匹配
與只能從量子場論公式推導出的暗能量不同，宇宙學常數(shù)可以直接通過天體物理實驗來確定。哈勃太空望遠鏡和普朗克太空任務的測量已經(jīng)為基本物理量提供了接近和可靠的值。
另一方面，基于量子場論的暗能量計算得出的結果對應于宇宙學常數(shù)的值，該值高達10120倍數(shù)更大——這是一個巨大的差異——盡管在當今盛行的物理學家的世界觀中，這兩個值應該是相等的。相反，發(fā)現(xiàn)的差異被稱為“宇宙學常數(shù)之謎”?！斑@無疑是現(xiàn)代科學中最大的不一致之處之一，”亞歷山大·特卡琴科說。
非常規(guī)的解釋方式
他與盧森堡的研究同事迪米特里·費多羅夫（Dimitry Fedorov）博士一起，為這個已經(jīng)開放了幾十年的難題帶來了解決方案，又向前邁進了一大步。在他們最近發(fā)表的一篇理論論文中，兩位盧森堡研究人員提出了對暗能量的新解釋。它假設零點波動導致真空的極化率，這既可以測量也可以計算。
“在帶有電荷的虛擬粒子對中，它來自這些粒子在其極短存在期間相互施加的電動力，”Tkatchenko解釋說。物理學家將此稱為自我相互作用，這種粒子中的極化率是對其反應的特征。“它導致可以在新模型的幫助下確定的能量密度，”盧森堡科學家說。
他與他的研究同事費多羅夫一起開發(fā)了這個模型，并于2018年首次提出，最初用于描述原子特性，例如固體。由于幾何特征很容易通過實驗測量，因此極化率也可以通過這些分流來確定。
“我們將這個程序轉移到真空中的過程中，”Fedorov解釋說。為此，兩位研究人員研究了電子和正電子的行為，他們根據(jù)量子場論的原理將它們視為場。這些場的波動也可以用平衡幾何來表征，其值已經(jīng)從實驗中知道。
“我們將其插入模型的公式中，并以這種方式最終獲得了真空極化的強度，”費多羅夫報告說。最后一步是量子力學計算電子和正電子之間自相互作用的能量密度。以這種方式獲得的結果與宇宙學常數(shù)的測量值非常吻合：這意味著：“暗能量可以追溯到量子場自相互作用的能量密度，”亞歷山大·特卡琴科強調說。
一致的值和可驗證的預測
“因此，我們的工作提供了一種優(yōu)雅和非常規(guī)的方法來解決宇宙常數(shù)之謎，”物理學家總結道。“此外，它提供了一個可驗證的預測：即像電子和正電子這樣的量子場確實具有很小但始終存在的極化。
盧森堡的兩位研究人員說，這一發(fā)現(xiàn)也為未來在實驗室中檢測這種極化的實驗指明了方向，他們現(xiàn)在希望將他們的模型應用于其他粒子 - 反粒子對。“我們的概念理念應該適用于任何領域，”Alexandre Tkatchenko強調說。他認為與迪米特里·費多羅夫一起獲得的新結果是更好地理解暗能量的第一步，以及它與阿爾伯特·愛因斯坦的宇宙常數(shù)的聯(lián)系。
Tkatchenko確信：“最終，這也將揭示量子場論和一般反應性理論交織在一起的方式，作為觀察宇宙及其組成部分的兩種方式。