宇宙加速、暗能量与基础物理学

一系列相互关联的观测已确立宇宙膨胀正在加速而非减速，揭示了某种形式的排斥引力的存在。在广义相对论框架下，宇宙加速的成因是一种被称为“暗能量”的高弹性 ($p\sim -\rho$)、极其平滑的能量形式，约占宇宙总量的 75%。对暗能量“最简单”的解释是与量子真空相关的零点能量密度；然而，对其数值的所有估计都大了数个数量级。其他关于暗能量的设想包括极轻的标量场或拓扑缺陷的纠缠网络。另一种解释则 invoking 了超越广义相对论的引力物理。正在进行中的观测与实验，以及计划在未来十年内开展的更精确的宇宙学测量和实验室实验，将检验暗能量究竟是真空的量子能量还是某种更奇异的事物，以及广义相对论能否自洽地解释宇宙加速。暗能量是超越标准模型的物理学中最显著的例子，或许也是整个科学中最深刻的谜题。