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宇宙学常数与真空能量:旧观点与新观点

广义相对论与量子宇宙学 2015-03-19 v3 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

爱因斯坦方程中的宇宙学常数项Λ最初与真空能量密度的概念相关联。然而,众所周知,理论预测与现代宇宙学数据观测值之间存在巨大且令人震惊的差异。这就是著名的且极其困难的“宇宙学常数问题”。矛盾的是,最近在欧洲核子研究中心大型强子对撞机上观测到一个类似希格斯粒子的粒子,实际上应该被视为具有双重意义:一方面它似乎是粒子物理学的一个伟大胜利,但另一方面它打开了宇宙学骚动的潘多拉魔盒,因为它可能(唉!)提供了电弱真空能量存在的实验认证,从而证实了宇宙学常数问题的有趣现实。即使只考虑这一项对宇宙中真空能量清单的贡献,与宇宙学观测值的差异已经达到55个数量级。这是宇宙学常数问题(迄今为止)的“真实”量级,而不是经常被提及的来自上层(但完全未探索的!)超高能标度的123个数量级。这就是爱因斯坦引入Λ项96年后的令人困惑的局面。下面我将简要(并希望具有教学意义地)概述宇宙学常数问题的一些旧观点和新观点。然而,由于希格斯玻色子刚刚敲响了我们的门,并提醒我们真空能量可能是真实现象学中一个完全有形的概念,我将专门从真空能量的原始概念及其随宇宙膨胀可能“跑动”的角度来讨论宇宙学常数问题,而不是冒险进入无数试图用各种暗能量概念取代宇宙学常数的尝试。

关键词

引用

@article{arxiv.1306.1527,
  title  = {Cosmological constant and vacuum energy: old and new ideas},
  author = {Joan Sola},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1306.1527},
  year   = {2015}
}

备注

86 pages, substantially extended discussion, many new references added