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宇宙學常數問題
宇宙學常數問題是當今物理學界有待解決的重要問題之一。根據廣義相對論，宇宙真空裏蘊藏的能量會產生引力場，真空能量密度 與宇宙學常數 之間的關係為 。真空能量密度的计算是物理學尚未解決的一個大問題。最簡單算法是總和所有已知量子場貢獻出的零點能，但這理論結果超過天文觀測值120個數量級，被驚歎為「物理史上最差勁的理論預測」！该問題稱為宇宙學常數問題。為什麼從真空能量密度計算出的宇宙學常數，會與天文觀測值相差這麼大？到底是甚麼物理機制抵銷這超大數值？解決這一系列問題可能要用到量子引力理論。[1]:186-187 背景1916年，瓦爾特·能斯特最先發現與提出真空災變問題[2]，並且疑問這麼特大的真空能量會對重力效應造成的結果[3][4]。 1967年由俄羅斯宇宙學家雅可夫·泽尔多维奇提出宇宙学常数问题。 虛粒子對質子或原子之影響根據量子力學，我們有可能算出氫原子附近間歇生滅的所有虛粒子，對氫原子頻譜所造成之影響。對於比較觀測結果的準確性，更可以到達非常的高度。 當中的計算，其實就是計算質子或原子的總能量，再計算虛粒子在空無空間的總能量，兩者相減。兩種能量在形式上皆為無窮，然而兩者相減，按狄拉克的規則卻可以得出一個有限的數值。 虛粒子對空無空間之影響然而，若想只單獨計算虛粒子對空無空間之影響，則無任何可減之物，求出的結果，則為無窮。若索其根源，海森堡測不準原理指出間歇生滅的虛粒子消失得越快，其所帶有之能量則越大。因此若時間降低至幾乎瞬間消失，粒子則可摧帶幾乎無窮之能量。若要排除無窮，第一個作法，則是引入截断，以普朗克時間作為虛粒子存在時間之下限。但即使如此，透過此方法計算所得之宇宙空無空間能量，竟然比宇宙學常數計算之觀測結果高出120個數量級。兩者的巨大差異，就是宇宙學常數問題。 真空災變從航海家探測衛星測量到的數據所推斷出的真空能量密度上限為1014 GeV/m3，而從量子場論估算出的零點能密度為10121 GeV/m3。兩個數值難以置信地相差了107個數量級[5] 在宇宙學裏，這差異稱為真空災變（英语：vacuum catastrophe）。[6]物理史上從未見到這麼大的差距，物理學者認為這是當今物理理論的重大瑕疵。 1916年，瓦爾特·能斯特最先發現與提出真空災變問題。[2]並且疑問這麼特大的真空能量會對重力效應造成的結果[3][7]。 這問題可能對於引力與量子理論的統一給出很有價值的線索，因此有很多理論物理學者致力於這方面的研究。[6] 問題及解決方向故此，必須要將理論值下調120個數量級以至與觀測值一致，方能作出一個合理的解釋。我們必須要降低那個從空無空間虛粒子能量輕率地計算的估值，向下修正到一個合理的上限。當中牽涉到2個非常大的正數相減，在頭120個位彼此相消，而在第121個位留下非零數值。如此精確程度，在科學界並無先例可言。 參见參考文獻
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