宇宙學常數問題

有時物理學運轉得美妙無比，有時它給出的答案錯得如此離譜，以至成了傳奇。宇宙學常數問題屬於後者。它是量子理論所說空無空間應當含有多少能量，與我們實際測得的暗能量之少之間的驚人落差。這道鴻溝不是差幾個百分點、甚至幾倍——它是全部科學中理論與觀測之間最大的分歧之一。

衝突在此。量子場論說，真空因不斷漲落的各種場而嗡嗡作響、充滿能量。用樸素的方式把這些貢獻加總，你會得到一個龐大的能量密度——大到本該把宇宙捲成一個小球，或瞬間將它撕碎。然而觀測說，暗能量、那驅動加速的空間實際能量，小得不可思議：約為樸素預言的 10^-120 倍。那是分母裡一個 1 後面跟著 120 個零。要讓宇宙看上去如其所是，一個巨大的理論能量必須被抵消到約 120 個小數位，只剩下一個幾乎無法想像之小的餘數。

這為什麼要緊？因為它表明，關於重力與量子物理如何融合，我們漏掉了某種深刻的東西。要麼存在某種深刻的對稱或機制，把幾乎全部（卻又並非全部）真空能抵消掉；要麼我們估計真空能的方式根本就錯了；要麼那個小小的餘值是由某種選擇效應定下的（在某些推測性的多重宇宙圖景裡，只有取值微小的宇宙才能形成星系和觀察者）。無人知曉。宇宙學常數問題被廣泛視為基礎物理最深的未解之謎之一，是一條我們尚未學會解讀的巨大線索。