물리학에는 근본적인 문제가 있습니다.
우주 상수라고 불리는 단일 숫자는 양자 역학의 미세한 세계와 아인슈타인의 일반 상대성 이론의 거시 세계를 연결합니다. 그러나 어느 이론도 그 가치에 동의 할 수 없다.
실제로,이 상수의 관측 된 값과 물리학 역사상 최악의 예측으로 널리 알려져 있다고 이론이 예측하는 것 사이에는 큰 차이가 있습니다. 불일치를 해결하는 것이 금세기 이론 물리학의 가장 중요한 목표 일 수 있습니다.
스위스 제네바 대학교 (University of Geneva)의 이론 물리학 조교수 인 루카스 롬 브리서는 앨버트 아인슈타인 (Albert Einstein)의 중력 방정식을 평가하여 관측 된 값과 밀접한 우주 상수 값을 찾는 새로운 방법을 도입했습니다. 그는 10 월 10 일자 Physics Letters B 지에 온라인으로 그의 방법을 발표했다.
아인슈타인의 가장 큰 실수가 암흑 에너지가 된 방법
우주적 상수에 관한 이야기는 아인슈타인이 현재 아인슈타인 필드 방정식으로 알려진 일련의 방정식을 제시하면서 그의 상대성 이론 이론의 틀이 된 1 세기 전에 시작되었습니다. 방정식은 중력을 생성하기 위해 물질과 에너지가 공간과 시간의 직물을 뒤틀리는 방법을 설명합니다. 당시 아인슈타인과 천문학 자들은 우주의 크기가 고정되어 있고 은하 사이의 전체 공간이 변하지 않았다는 데 동의했다. 그러나 아인슈타인이 전체 상대성 이론을 우주 전체에 적용했을 때 그의 이론은 불안정하거나 우주가 팽창하거나 수축 할 것이라고 예측했다. 아인슈타인은 우주를 정적으로 강제하기 위해 우주적 상수를 고수했다.
거의 10 년 후, 또 다른 물리학자인 에드윈 허블 (Edwin Hubble)은 우리 우주가 정적이지 않고 확장되고 있음을 발견했습니다. 먼 은하계의 빛은 그들이 서로 멀어지고 있음을 보여주었습니다. 이 계시는 아인슈타인이 더 넓은 우주를 설명 할 필요가 없기 때문에 자기장 방정식에서 우주 상수를 포기하도록 설득했다. 물리학 적 지식은 아인슈타인이 우주적 상수에 대한 그의 도입이 아마도 그의 가장 큰 실수라고 고백했다는 것이 밝혀졌다.
1998 년 먼 초신성의 관측에 따르면 우주는 단순히 확장 된 것이 아니라 확장이 가속화되고있는 것으로 나타났습니다. 알 수없는 힘이 중력을 극복하고 그 은하들을 흩어 버리는 것처럼 은하들은 서로 멀어지고 있었다. 물리학 자들은이 수수께끼 현상을 암흑 에너지라고 불렀는데, 그 본질은 미스터리로 남아 있기 때문입니다.
아이러니가 뒤틀린 물리학 자들은 암흑 에너지를 설명하기 위해 우주적 상수를 다시 아인슈타인의 필드 방정식으로 다시 도입했습니다. 현재의 우주론 표준 모델 인 ΛCDM (Lambda CDM)에서 우주 상수는 암흑 에너지와 상호 교환이 가능합니다. 천문학 자들은 우주 극초단파 배경에서 먼 초신성과 변동에 대한 관측을 바탕으로 그 가치를 추정하기도했습니다. 우주의 규모에 비해 그 값은 터무니없이 작지만 (제곱미터 당 10 ^ -52 정도), 공간의 가속화 된 확장을 설명하기에 충분히 중요합니다.
Lombriser는“우주 론적 상수는 현재 우주에서 에너지 함량의 약 70 %를 차지하고 있으며, 이것은 우리가 현재 진행하고있는 관측 된 가속화 된 팽창으로부터 추론 할 수있다”고 말했다. "이것을 설명하려는 시도는 실패했으며, 우리가 우주를 이해하는 방법에서 우리가 빠뜨린 근본적인 것이있는 것 같습니다.이 퍼즐을 풀면 현대 물리학의 주요 연구 분야 중 하나입니다. 일반적으로이 문제를 해결하면 문제가 해결 될 수 있습니다. 물리학에 대한보다 근본적인 이해를 돕습니다. "
물리학 역사상 최악의 이론적 예측
우주 상수는 물리학 자들이 "진공 에너지"라고 부르는 것을 나타내는 것으로 생각됩니다. 양자 장 이론은 완전히 공허한 공간의 진공 상태에서도 가상 입자가 터져서 존재하지 않고 에너지를 생성한다고 생각합니다. 물리학 자들이 우주 상수에 대한 기여도를 계산하려고 할 때 문제가 발생합니다. 그들의 결과는 모든 물리학에서 이론과 실험 사이의 가장 큰 불일치 인 10 ^ 121의 10-121 (즉, 10과 120의 0)에 의한 관측과는 다릅니다.
이러한 불일치로 인해 일부 물리학 자들은 아인슈타인의 원래 중력 방정식을 의심하게되었습니다. 일부는 대안적인 중력 모델을 제안하기까지했습니다. 그러나, 레이저 간섭계 중력파 천문대 (LIGO)에 의한 중력파의 추가 증거는 일반적인 상대성 이론을 강화시킬 뿐이며 이러한 많은 대체 이론을 무시했다. 그래서 롬 브리서는 중력을 다시 생각하는 대신이 우주 퍼즐을 풀기 위해 다른 접근법을 사용했습니다.
Lombriser는“제가 제안한 메커니즘은 아인슈타인의 필드 방정식을 수정하지 않습니다. 대신, "아인슈타인의 필드 방정식 위에 추가 방정식을 추가합니다."
Isaac Newton의 중력 법칙에서 처음 사용되었고 현재 아인슈타인의 전계 방정식에서 필수적인 중력 상수는 물체 사이의 중력의 크기를 나타냅니다. 그것은 우주의 시작부터 영원히 변하지 않는 물리의 기본 상수 중 하나로 간주됩니다. Lombriser는이 상수가 변경 될 수 있다고 극적으로 가정했습니다.
Lombriser의 일반 상대성에 대한 수정에서 중력 상수는 관측 가능한 우주 내에서 동일하게 유지되지만 그 이상으로 다를 수 있습니다. 그는 기본 상수에 대해 다른 값을 가진 우리에게 보이지 않는 우주의 패치가있을 수있는 다중 우주 시나리오를 제안합니다.
이 중력의 변화는 Lombriser에게 우주 상수를 공간-시간에 걸친 물질의 평균 합과 관련시키는 추가 방정식을 주었다. 그는 우주의 모든 은하, 별, 암흑 물질의 추정 질량을 설명한 후, 우주 관측 상수에 대한 새로운 가치를 얻기 위해 새로운 방정식을 풀 수있었습니다.
암흑 물질로 만들어진 우주의 일부를 나타내는 새로운 매개 변수 인 ΩΛ (오메가 람다)를 사용하여 우주는 약 74 %의 암흑 에너지로 구성되어 있음을 발견했습니다. 이 수치는 관측에서 추정 한 68.5 %의 값과 거의 일치합니다. 이는 양자 장 이론에 의해 발견 된 엄청난 차이에 비해 엄청나게 향상되었습니다.
Lombriser의 프레임 워크가 우주적 상수 문제를 해결할 수는 있지만 현재 테스트 할 방법이 없습니다. 그러나 미래에 다른 이론의 실험이 그의 방정식을 검증한다면 암흑 에너지에 대한 우리의 이해가 크게 도약하고 다른 우주의 신비를 해결하는 도구를 제공 할 수 있습니다.
