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06 引力物理前沿(第7页)

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量子力学的效应也会对宇宙学常数的数值有所贡献,而根据我们现有的对量子力学的理解,我们期望的量子力学的贡献比我们实际观测得到的那个值小太多了。

你可以说:我们还没有完全理解导致宇宙膨胀的量子力学过程,而且我们还不了解它是怎么处理引力的。

你可以怀疑实际上存在一个还不为人所知的量子力学过程可以抵消掉那个巨大无比的宇宙学常数。

这些都是有可能的,但却引发了进一步的问题。

我们期待的那个导出合理的宇宙学常数的量子力学过程并不是恒常的,它们会随着宇宙演化而变化。

考虑一系列量子力学过程之间彼此消除的可能性是一回事,假设它们无时无刻不在相互抵消又是另一回事。

当我们考虑量子力学效应时,我们反而会更加惊讶于宇宙学常数是经过微调的这一事实。

这也就是为什么一些人把宇宙学常数问题称为物理学里最糟糕的微调问题。

多重宇宙

宇宙学常数问题如此重要和紧迫,以至于很多物理学家甚至开始考虑一些骇人听闻的假说去解释它。

其中最具有想象力,且被最多人接受的假说就是有可能存在不止一个宇宙。

如果是这样,以及如果其他宇宙中的宇宙学常数由于某种原因取值和我们宇宙中的值不一样,那么我们也就可能测量到任意宇宙学常数的值。

即使观测到的值看起来经过微调,那也可能仅仅意味着我们身处一个相对稀有的宇宙之中,还存在其他很多宇宙,那里的宇宙学常数取一些更加自然的值。

有多个宇宙这一想法叫做多重宇宙(multiverse)。

这个假说并没有实质上消除宇宙学常数必须精确取为观测值这一问题。

在这一假说中,我们并不是要求宇宙学常数有微调,而是假设我们居住的宇宙必须经过了精挑细选而且十分少见。

但是,当我们把多重宇宙假设结合人择原理(anthropic)来考虑时,事情就变得不一样了。

人择原理大概是说,我们(也就是一切生命形式)只能观测到可以支持生命出现的宇宙。

这听起来是显而易见的,但实际上它提供了一种机制去选择我们可以生存的宇宙。

如果某一个宇宙的宇宙学常数大到恒星和行星都无法形成,那么我们也不可能生存在那样的宇宙中。

这就自动排除了大部分的多重宇宙,并且让我们的宇宙变得更加可能被选中。

这种想法又引发了很多问题。

那些其他的宇宙存在于哪里?它们是如何和我们的宇宙发生联系的?它们的宇宙学常数有什么不同?我们处于其中任意一个的概率又是多少?这些都是非常基本的问题。

有一些关于宇宙暴涨的理论提供了产生多重宇宙的机制,使科学可以把多重宇宙纳入现实的物理学以供我们研究。

对于一些人来说,多重宇宙的想法是辉煌的,它受到观测引力在天文尺度下的作用启发,又充实了大爆炸理论。

但对于另一些人来说,多重宇宙甚至比它试图解决的问题还要糟糕。

后一类人中不少人认为它是错的,因为它利用不可观测的时间和空间区域去解决我们自己的宇宙问题。

它可能听起来是自洽的,甚至是有根据的,但其他宇宙的存在毕竟不能被直接验证。

因此一些科学家提出,这样的方法本质上并不是科学,而是属于形而上学的范畴。

科学的界限是不是应该展到多重宇宙,正是现在非常激烈的辩题,不同的人都在热情洋溢地提出自己的观点。

未来的天文将会观测那些导致宇宙加速膨胀的元凶,研究它们的性质,从而得到更多的论据。

理论物理学在发展,也许未来的理论物理学能更清晰地阐明我们测量到的宇宙学常数的本质。

但现在,我们必须等待。

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