量子真空的涨落能否解决宇宙学常数问题？

宇宙学常数问题源于量子力学预测的真空能量密度量级比加速宇宙膨胀的宇宙学观测所暗示的值大约120个数量级。最近，本文部分作者提出量子真空的随机性质可解决这一矛盾[Q. Wang, Z. Zhu, and W. G. Unruh, Phys. Rev. D 95, 103504, 2017]。通过认真考虑真空中的涨落，并允许涨落达到量子场论被认为失效的某个高能截断，会产生参数共振效应，导致缓慢膨胀与加速。本工作中，我们通过研究所得动力学彻底检验该提议的含义。首先，我们改进了原工作的数值计算，表明收敛问题曾掩盖了一些重要效应。正确的计算逆转了[Q. Wang, Z. Zhu, and W. G. Unruh, Phys. Rev. D 95, 103504, 2017]中的部分结论，但参数共振可解释极缓慢加速膨胀的前提似乎仍然成立。在提高数值测试的分辨率与效率后，我们探索了更宽的截断能量范围，并检验了多粒子场的影响。我们引入使用Mathieu方程（参数共振的原型例子）的简单模型，发现其在假设成立的区间内与数值结果高度吻合。利用该模型外推发现，在一个含28个玻色场、高能截断为普朗克能量40倍的宇宙中，其加速度可与观测值相当。