宇宙不确定性原理可以帮助解释暗物质吗

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宇宙的膨胀,暗能量的本质,或许有另一种答案?

根据一项新理论,宇宙或许有它自己的海森堡不确定性原理。

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美国国家航空航天局发布的图像,描绘了叠加红色半圆形结构的星系,以表示被认为存在于此的暗物质质量。

(图源:暗物质,R·卡普托等人,2016;背景,阿克塞尔·梅林格,中央密歇根大学)

在过去数年里关注宇宙学的人都会意识到,我们尽力解释宇宙为什么以其方式存在,但尝试过程中仍存在诸多问题。

我们的标准模型Lambda-CDM(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、轻元素丰度,以及我们进行的几乎所有其他大规模观测。而问题就出现在L,即Lambda上。Lambda是宇宙学常数,被爱因斯坦用来表示真空能量,在解释宇宙加速膨胀的原因上起到重要作用。


问题在于我们并不知道为什么Lambda有如此数值。物理史上最糟糕的预测之一,就是量子场论的预测值超过测量值约122个数量级。除此之外,宇宙似乎正以不同的速率膨胀,而此速率取决于我们是合理测量后得出,还是从早期宇宙数据中推断得出。这就是名为哈勃常数争议的经典分歧。尽管研究已有几十年,问题并没有得到解决。


在一篇发布于预印本平台arXiv的新论文中,布朗大学的理论物理学家萨瓦斯·库夏帕斯提出了一项不同以往的猜想。他认为,宇宙可能有它自己的海森堡不确定性原理。宇宙

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