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宇宙加速膨胀是宇宙常数和真空零点能共同作用的结果

投稿时间:2013-07-22 11:36 投稿人:王为民 【字号: 访问量:

1998年,科学家发现宇宙在加速膨胀,并猜测这是宇宙中暗能量推动的结果。但是,暗能量究竟是什么?谁也说不清。于是,就有了种种推测:有推测宇宙中的暗能量是爱因斯坦引力方程中被爱因斯坦曾经放弃了的宇宙项为正造成的。爱因斯坦曾经引入宇宙项用来抵抗宇宙的收缩,以使宇宙处于静态平衡状态。现在,科学家认为,如果这个宇宙项的宇宙常数更大,宇宙就将加速膨胀。其实,不要这个宇宙项宇宙也可膨胀或收缩。

在求解没有宇宙常数项为零的爱因斯坦引力方程得到史瓦西度规时,为了和牛顿万有引力公式相对应,就舍去了一个无穷远引力势。从量子力学角度说,有推测暗能量就是真空零点能的。

在量子场论中,将爱因斯坦能量动量关系用算符代替后作用在波函数上就得到克莱茵——戈登方程和狄拉克方程,再将克莱茵——戈登方程、狄拉克方程的波函数和麦克斯韦方程的矢势(磁场和电场可用矢势表达)满足量子括号的对易或反对易关系,将波函数按照傅里叶级数展开后代入,可得到展开式系数的量子括号的对易或反对易关系,并可将系数表达为产生和湮灭算符形式的量子括号的对易或反对易关系。最后,量子系统的能量在动量表象中也可表达为产生和湮灭算符的表达式,在这个表达式中自动出现一个常数项,就是取这个量子系统的能量在真空态的平均值,这个常数项同样存在,这就是所谓的真空零点能。将上述几个方程分别进行这样的处理,各自都会出现出现这样的常数项,即真空零点能始终存在。如果对所有量子态求和,这个零点能之和将是无穷大。可见,如果量子场论是对的,真空零点能就必然存在。而蓝姆能移、电子自旋磁矩等实验证明量子场论和实验精确符合。所以,在微观层面上,真空零点能确实存在。

量子力学和狭义相对论(宇宙局部平坦)结合是描述微观现象的理论,而广义相对论是描写宏观宇宙现象的理论,所以,宇宙加速膨胀的宏观动力应该是爱因斯坦引力方程中的宇宙常数,而微观动力应该是真空零点能。

总之,暗能量是真空零点能的宏观效应,真空零点能是暗能量的微观形式。宇宙常数是时空的性质,它也是宇宙加速膨胀的一个来源。

所以,我的观点是:宇宙加速膨胀是宇宙常数和真空零点能共同作用的结果。