宇宙不确定性原理能否帮助解释暗物质?

宇宙可能有自己版本的海森堡测不准原理,这可能足以解释暗能量,而无需援引任何新物理学。

来源:Space.com: NASA,太空探索和天文新闻

过去几年一直关注宇宙学的人都知道,我们尽最大努力解释宇宙为何是现在这个样子时存在问题。

我们的标准模型 Lambda-CDM(或 LCDM)是科学史上最成功的理论之一。它解释了宇宙微波背景、星系的大尺度分布、轻元素的丰度,以及基本上我们对其进行的所有其他大规模观测。问题在于大写的 L。 Lambda 是宇宙学常数,是爱因斯坦对真空能量的占位符,它在解释为什么宇宙正在加速膨胀方面发挥着重要作用。

问题是我们不知道为什么 Lambda 具有它的价值。量子场论预测的值比我们测量的值大大约 122 个数量级——这是物理学史上最糟糕的预测之一。最重要的是,宇宙似乎以不同的速度膨胀,这取决于我们是在本地测量它还是从早期宇宙数据推断它,这是一种顽固的分歧,称为哈勃张力。尽管经过了数十年的努力,这两个问题都没有消失。

在发布到 arXiv 预印本服务器的一篇新论文中,布朗大学的理论物理学家 Savvas Koushiappas 提出了一个不同寻常的提议。他认为,宇宙可能有自己版本的海森堡测不准原理。它的大小和膨胀率无法同时以完美的精度确定,而且这种基本的模糊性可能足以解释暗能量,而无需援引任何新的物理学。

变形取决于单个自由指数。当该指数为正时,修正的弗里德曼方程自然会产生后期加速膨胀。不需要暗能量。宇宙的行为就好像它有一个内置的宇宙学常数,但加速度来自其自身量子模糊性的几何形状,而不是来自某种神秘的真空能量。