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为什么真空中还有巨大的能量?时空中或许被“量子泡沫”填满!

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发表于 2020-9-21 09:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
为什么真空中还有巨大的能量?时空中或许被“量子泡沫”填满!
天文物理 2 days ago


加州大学物理学家史蒂文·卡利普(Steven Carlip)提出了一个理论,来解释为什么空白空间似乎充满了巨大的能量,它可能被普朗克(Planck)尺度的效应所掩盖,并在《物理评论快报》期刊上发表了他的新理论研究论文。传统理论认为,时空应该充满巨大的能量,也许比表面上存在的能量多10^120倍。多年来,许多理论家提出了为什么可能是这样的想法。大多数科学家尝试了显而易见的方法,试图找出一种让能量消失的方法,但都没有成功。
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在这个新研究中,Carlip提出,也许所有的能量都在那里,但它与宇宙的膨胀没有任何联系,因为它的影响正在被普朗克尺度的东西抵消。Carlip的新理论在很大程度上是基于John Wheeler(约翰·惠勒)在20世纪50年代所做的研究,Wheeler提出,在尽可能小的尺度下,空间和时间变成了他称之为“时空泡沫”的东西。
Wheeler认为,在如此小的范围内,定义时间、长度和能量将受制于不确定原则。从那以后,其他科学家对时空泡沫进行了认真的研究,有些科学家提出,如果真空中充满了时空泡沫,就会涉及到大量的能量。另外一些科学家则认为这样的情况会表现得像宇宙学常数一样。因此,为了解释这些想法,科学家们试图找到抵消能量的方法,作为一种让它消失的方式。
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相反,Carlip提出,在时空泡沫的情况下,能量将在真空中无处不在,但如果你仔细观察,会发现普朗克大小的区域有同样膨胀或收缩的可能性。在这种情况下,微小区域的拼凑看起来就像真空中较大区域一样:它们不会膨胀或收缩,这意味着将有一个零宇宙常数,在这种情况下,时间将没有内在的方向。也许标准的有效场论论点是正确的,真空涨落确实产生了巨大的宇宙学常数。
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该新研究表明,如果一个人不假设普朗克尺度上的均匀性和时间箭头,一大类广义相对论初始数据表现出在小尺度上巨大的膨胀、剪切和曲率,但在宏观上很快平均为零。随后的演化更加复杂,但该研究认为量子涨落可能会保留这些特性。由此产生的是惠勒“时空泡沫”的一个版本,其中宇宙常数在普朗克尺度下产生高曲率,但在可观察的尺度下几乎看不见。


博科园|Copyright Science X Network/Bob Yirka,Phys
参考期刊《物理评论快报》
DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.131302



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