“輪回”解釋宇宙常數之謎

來源:新華網

2006年5月6日

新華網倫敦5月5日電(記者葛秋芳)

美國和英國科學家最近提出,宇宙反復誕生和毀滅的“輪回”模式

,可能解決宇宙常數比理論預期值小得多的問題,解釋宇宙中的物

質為什么能夠存在。 

宇宙在約137億年前的大爆炸中誕生,以後一直在膨脹。觀測發

現宇宙膨脹的速度正在加快,這表明宇宙中存在一種排斥力,它能

夠對抗萬有引力,使空間膨脹、星系相互遠離。科學家用宇宙常數

來代表這種排斥力。 

根據量子理論,真空並不是完全的虛無,它也擁有能量,稱為真空

零點能,正是這種能量提供了宇宙常數的排斥力。但是,理論計算

出的宇宙常數很大,比實際觀測到的宇宙常數大10的120次方

倍。 

也就是說,理論上宇宙中應當存在極強的排斥力,使粒子根本無法

結合在一起形成原子,更不要說�甯P、行星和生命。宇宙常數理論

值與觀測值的巨大差異,是困擾物理學家的一個重大問題,它關係

到我們為什么能夠存在。曾有人提出宇宙常數會隨著宇宙年齡增長

而不斷變小,但計算結果顯示,宇宙常數從理論值縮小到觀測值所

需要的時間,遠遠超過宇宙的年齡。 

美國普林斯頓大學的物理學家保羅·斯坦哈特與英國康橋大學教授

尼爾·圖羅克共同提出新觀點認為,宇宙並不是只存在了一次,而

是處在大爆炸(誕生)與大坍塌(毀滅)的不斷迴圈過程中,每經

歷一次迴圈,宇宙常數都會縮小。 

斯坦哈特和圖羅克在最新一期美國《科學》雜誌上發表論文說,宇

宙誕生和毀滅的每個迴圈大約會持續1萬億年。每次大爆炸發生時

,宇宙中的物質量和輻射量都會“重置”,但宇宙常數不會重置,

而是在多個迴圈中透過一系列量子轉換逐漸減小。由於宇宙的這種

“輪回”是無限的,宇宙常數有足夠長的時間來縮小到目前的數值

。

兩位科學家說,他們的這一理論是可以檢驗的。根據預測,大爆炸

使空間中產生引力波,真空零點能的衰減則會產生新型基本粒子。

透過探測引力波和這類基本粒子,與理論預期的情況對比,可能檢

驗迴圈宇宙模型是否正確。