愛因斯坦的宇宙學常數到了岌岌可危的時刻？

近日，國家天文台研究人員發現了暗能量可能是一種動力學場，而不是愛因斯坦提出的宇宙學常數。這個發現為世界暗能量研究提供了新的思路，同時也推動了中國在暗能量研究的進展。我們知道暗能量佔據宇宙質能的70%，可以說決定著宇宙的命運，但我們卻對暗能量知之甚少。1998年，科學家在對1a型超新星進行觀測時發現，其亮度比預期的要暗得多，這說明宇宙除了在暗物質的影響下還能加速膨脹，這種未知的力量被稱為暗能量。通俗地說，暗能量是一種機制，這種機制可引發宇宙加速膨脹。

此後人們對暗能量的研究開始深入，提出了多種解釋模型，其中宇宙學常數模型是與觀測符合比較好的模型，這個宇宙學常數最初由愛因斯坦引入到靜態宇宙學模型中，在1915年至1917年，愛因斯坦用廣義相對論引力場方程解釋我們的宇宙，試圖建立新的宇宙學模型。當時科學界依然認為宇宙是靜止、不隨時間而變化，因此愛因斯坦為了得到一個穩定的解，加入了宇宙學常數，這個常數在愛因斯坦方程中的作用是斥力，因此暗能量的一種可能就是宇宙學常數。

1929年，哈勃發現宇宙加速膨脹後愛因斯坦放棄了這個常數，並認為這是一個錯誤，而到了1998年觀測1a型超新星發現宇宙加速膨脹後，又重新引入了宇宙學常數。由於宇宙學常數模型遇到的一些問題，因此科學家提出了暗能量可能是動力學性的，其特點是隨時間推移而演化。

需要指出的是，愛因斯坦的宇宙學常數和今天（1998年重新引入）宇宙學常數還有點不同的，比如後者可包含真空能，只是在某種條件下其等效於愛因斯坦在一百年前引入的宇宙學常數。代表暗能量的宇宙學常數在我們生活中是無法感覺到的，其表現在於真空環境中壓強為負值，支配著整個宇宙的演化，加速宇宙膨脹。

目前在動力學暗能量方面有幾個比較著名的模型，比如Quintessence模型，在這個模型中引入了Quintessence場，其狀態方程與愛因斯坦提出的宇宙學常數模型不一樣，沒有宇宙學常數這個固定值，而是在一定的區間內是可變的，因此這個模型可以用來處理宇宙學常數不存在的巧合性問題。動力學暗能量模型中還有一個稱為Phantom模型，雖然解決了暗能量狀態方程中的一些問題的，但這個模型的問題在於推演下去我們的宇宙將終結於大撕裂。於是科學家就提出了一種稱為Quintom的暗能量模型，這是綜合了Quintessence模型和Phantom模型，堪稱是一個結合體，同時擁有兩個模型的特點。在Quintom暗能量動力學模型研究中，中國科學家扮演了重要角色，並且賦予了這個模型一個非常吸引人的名字，叫做精靈模型。另外還有一個模型稱之為全息暗能量模型，其通過全息原理來解釋宇宙的動力學演化，即紅外-紫外（UV-IR）關係，可以說全息暗能量模型目前表現較為出色，也是動力學暗能量研究中比較成功的模型。那麼哪一種將終結宇宙學常數模型呢，我們拭目以待吧。

責編：鍾狼將

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