อะไรอยู่เบื้องหลังพลังงานมืด และอะไรเชื่อมโยงมันกับค่าคงที่ของจักรวาลที่อัลเบิร์ต

ไอน์สไตน์แนะนำ นักฟิสิกส์สองคนจาก University of Luxembourg ชี้ให้เห็นถึงวิธีการตอบคำถามทางฟิสิกส์เหล่านี้เอกภพมีคุณสมบัติแปลกประหลาดหลายอย่างที่ยากจะเข้าใจด้วยประสบการณ์ในชีวิตประจำวัน ตัวอย่างเช่น สสารที่เรารู้จักซึ่งประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุลและอนุภาคอื่นๆ ดูเหมือนจะเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของความหนาแน่นพลังงานของเอกภพ การมีส่วนร่วมที่ใหญ่ที่สุดมากกว่าสองในสามมาจาก ” พลังงานมืด ” ซึ่งเป็นพลังงานรูปแบบสมมุติฐานที่นักฟิสิกส์ภูมิหลังยังคงฉงนสนเท่ห์

• บทความอื่น ๆ : kentalog.net

ยิ่งกว่านั้น เอกภพไม่เพียงขยายตัวอย่างมั่นคงเท่านั้น แต่ยังขยายตัวอย่างรวดเร็วอีกด้วย ลักษณะทั้งสองดูเหมือนจะเชื่อมโยงกัน เนื่องจากพลังงานมืดถือเป็นตัวขับเคลื่อนการขยายตัวอย่างรวดเร็ว นอกจากนี้ยังสามารถรวมโรงเรียนแห่งความคิดทางกายภาพที่ทรงพลังสองแห่งเข้าด้วยกันอีกครั้ง: ทฤษฎีสนามควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ที่ พัฒนาโดยอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ แต่มีข้อผิดพลาด: การคำนวณและการสังเกตยังห่างไกลจากการจับคู่ ตอนนี้นักวิจัยสองคนจากลักเซมเบิร์กได้แสดงวิธีแก้ปัญหาปริศนาอายุ 100 ปีนี้ในบทความที่ตีพิมพ์โดยPhysical Review Letters

เส้นทางของอนุภาคเสมือนในสุญญากาศ”พลังงานมืดเกิดขึ้นจากสูตรของทฤษฎีสนามควอนตัม” ศาสตราจารย์ Alexandre Tkatchenko ศาสตราจารย์วิชาทฤษฎีฟิสิกส์สถานะของแข็งที่ภาควิชาฟิสิกส์และวัสดุศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยลักเซมเบิร์กอธิบาย ทฤษฎีนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อรวบรวมกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งไม่สอดคล้องกันในแง่มุมพื้นฐาน

คุณสมบัติที่สำคัญของมัน: ตรงกันข้ามกับกลศาสตร์ควอนตัม ทฤษฎีไม่ได้พิจารณาเพียงอนุภาคเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสนามที่ไม่มีวัตถุเป็นวัตถุควอนตัมด้วย “ในกรอบนี้ นักวิจัยหลายคนมองว่าพลังงานมืดเป็นการแสดงออกของพลังงานสุญญากาศ” Tkatchenko กล่าว ปริมาณทางกายภาพซึ่งในภาพที่สดใสนั้นเกิดจากการเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องของอนุภาคคู่และปฏิปักษ์ของพวกมัน เช่น เป็นอิเล็กตรอนและโพสิตรอน—ในพื้นที่ว่างจริงๆ

นักฟิสิกส์พูดถึงการมาและไปของอนุภาคเสมือนและสนามควอนตัมของพวกมันว่าเป็นสุญญากาศหรือความผันผวนของจุดศูนย์ ในขณะที่คู่ของอนุภาคหายไปทันทีสู่ความว่างเปล่าอีกครั้ง พวกมันทิ้งพลังงานจำนวนหนึ่งไว้เบื้องหลัง “พลังงานสุญญากาศนี้มีความหมายในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปด้วย” นักวิทยาศาสตร์ชาวลักเซมเบิร์กตั้งข้อสังเกต “มันแสดงให้เห็นในค่าคงตัวของจักรวาลที่ไอน์สไตน์ใส่เข้าไปในสมการของเขาด้วยเหตุผลทางคณิตศาสตร์”

ความไม่ตรงกันอย่างมากซึ่งแตกต่างจากพลังงานมืดซึ่งสามารถอนุมานได้จากสูตรของทฤษฎีสนามควอนตัมเท่านั้น ค่าคงที่ของจักรวาลสามารถกำหนดได้โดยตรงจากการทดลองทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ การวัดด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและภารกิจอวกาศของพลังค์ได้ค่าที่ใกล้เคียงและเชื่อถือได้สำหรับปริมาณพื้นฐานทางกายภาพ

ในทางกลับกัน การคำนวณพลังงานมืดตามทฤษฎีสนามควอนตัมกลับให้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกับค่าคงที่ของจักรวาลวิทยาที่มากกว่าถึง 10 120เท่า ซึ่งเป็นความคลาดเคลื่อนอย่างมหาศาล แม้ว่าในมุมมองของนักฟิสิกส์ทั่วโลกในปัจจุบัน ค่าทั้งสองควรเท่ากัน ความคลาดเคลื่อนที่พบเรียกว่า “ปริศนาค่าคงตัวของจักรวาล” Alexandre Tkatchenko กล่าวว่า “มันเป็นหนึ่งในความไม่สอดคล้องกันที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่อย่างไม่ต้องสงสัย