为物理学中最糟糕的预测提供解决方案

c阿尔伯特·爱因斯坦在他的广义相对论中一个世纪前提出的宇宙学常数，是物理学家一方的荆棘。该参数的理论预测与基于天文观测的测量之间的差异大约为10 121。毫不奇怪，这个估计被认为是整个物理学史上最糟糕的。在一篇将发表在物理快报B上的文章中来自瑞士日内瓦大学(UNIGE)的研究人员提出了一种似乎可以解决这种不一致的方法。本文的最初想法是接受另一个常数 - 牛顿万有引力G，它也构成广义相对论方程的一部分 - 可能会有所不同。为了产生可以通过实验确认(或驳斥)的预测，仍然需要寻求科学界积极接受的这一潜在重大突破。

“我的工作包括对广义相对论方程的新数学处理，最终使得有可能在宇宙学常数上协调理论和观察，”UNIGE科学学院理论物理系助理教授Lucas Lombriser说道。这篇文章的作者。

一个世纪以前，爱因斯坦将宇宙常数Λ(lambda)引入广义相对论方程中。着名的物理学家需要不变的，以确保他的理论与他认为是静止的宇宙相容。然而，在1929年，另一位物理学家埃德温·哈勃发现星系都在相互远离，这表明宇宙正在扩张。在学习这一点时，爱因斯坦认为他已经引入了宇宙常数，这在他的眼中已经变得无用，甚至将其描述为“我生命中最大的错误”。

1998年，对遥远超新星的精确分析证明，宇宙的膨胀远非恒定，实际上正在加速，好像一股神秘的力量正在越来越迅速地膨胀宇宙。然后再次呼吁宇宙学常数，以描述物理学家所谓的“真空能量” - 一种性质未知的能量(我们谈论暗能量，精华等)，但这是宇宙加速膨胀的原因。 。

最精确的超新星观测，特别是宇宙微波背景(来自天空各部分的微波辐射，被认为是宇宙大爆炸遗留下来的)，使得测量实验值成为可能。宇宙常数。结果是一个非常小的数字(1.11×10 -52 m -2)，然而它足够大以产生所需的加速膨胀效果。

问题是宇宙常数的理论值是非常不同的。这个值是使用量子场理论获得的：这可以确保在很小的范围内成对的粒子几乎瞬间在空间的每个点和任何时刻被创造和破坏。这种“真空波动”的能量 - 一种非常真实的现象 - 被解释为对宇宙常数的贡献。但是当计算其值时，获得了巨大的数字(3.83×10 + 69 m -2)，这与实验值很大程度上不相容。这一估计代表了科学理论与实验之间有史以来最大的差距(10 121)。

宇宙学常数的这个问题是当前理论物理学中“最热门”的学科之一，它正在动员世界各地的众多研究人员。每个人都在关注各方的广义相对论方程式，试图找出解决问题的想法。尽管已经提出了几种策略，但对于时间尚未达成普遍共识。

就他而言，Lombriser教授最初的想法是引入一个变异引入万有引力方程中的万有引力G(Newton's)。这意味着我们生活的宇宙(G为6.674 08×10 -11 m 3 / kg s 2)成为无数不同理论可能性中的一个特例。

经过无数的发展和假设，Lombriser教授的数学方法意味着可以计算参数ΩΛ(ωλ)，这是表达宇宙常数的另一种方式，但更容易操作。此参数还指定由暗能量组成的宇宙的当前分数(其余部分由物质组成)。总部位于日内瓦的物理学家获得的理论值为0.704或70.4%。这个数字与迄今为止获得的最佳实验估计值0.685或68.5%非常一致，表明这是对10 121差异的巨大改进。

现在需要进行进一步的分析，以验证Lombriser提出的新框架是否可以用来重新解释或澄清宇宙学的其他奥秘。物理学家已经被邀请在科学会议上介绍和解释他的方法，这反映了社区的兴趣。