让物理学家头疼的五件事？( 二 ) _小知识

宇宙常数
入围，出局，再入围，再出局……宇宙常数的汗青就是这么折腾。
爱因斯坦曾把它插手到他的广义相对论方程中，来不变宇宙，并确保它在自身的引力下不会膨胀也不缩短。然后，在20宿世纪20年月，美国天文学家爱德文·哈勃和其他人发现宇宙现实上正在膨胀，这促使爱因斯坦丢弃了宇宙常数这个概念，并认为这是他平生中“最年夜的错误” 。
然而在20宿世纪90年月，天文学家经由过程不雅测发现，宇宙现实上正在加快膨胀，而导致加快膨胀的背后力量被称之为“暗能量” 。物理学家又把宇宙常数引入进来，认为暗能量就是一种宇宙常数，它能起到与引力相反的感化，能把宇宙中各个事物推开。

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独一的问题是， 20多年曩昔了，人们还没有搞清晰宇宙常数（暗能量）的来历。当前最好的猜想是，宇宙常数是一种真空能，是真空中无数个转瞬即逝的虚粒子进献出的能量。不外，物理学家按照量子理论推导出的真空能密度，约为1094g/cm3 。可是，他们按照对宇宙膨胀环境的不雅测，得出的成果却只有10-29g/cm3 。也就是说，宇宙常数的理论值竟然是不雅测值的10123倍。物理学家到此刻也没搞清晰这么年夜的差距是怎么来的。
无限
数学家相信无限的存在，他们还认为，不仅存在无限，并且还存在良多种无限。事实上，无限经常能年夜幅度简化数学的计较过程，数学家还经常发现出全新种类的无限概念，来堵住他们在研究时碰到的逻辑缝隙。

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但对物理学家来说，无限无疑是一种疾苦。无限令人难以把握，只要它在一个物理理论中呈现，它就倾标的目的于毁失落这个物理理论。例如，物理学家曾试图把电磁力和弱核力同一起来，可是他们的公式中老是呈现无限年夜的成果，使得计较无法进行下去。物理学家最终花了几十年才找到准确的数学方式，解决了该问题。而此刻，黑洞、年夜爆炸之前的宇宙都存在密度无限年夜的“奇点” ，这些无限仍在阻碍了引力理论与量子理论的同一。
一些物理学家已经受够无限了。他们认为，宇宙可能不存在真正的无限，那些被认为是无限的工具，可能近似无限罢了。麻烦的是，完全没了无限的概念，数学很难计较下去。
宇宙的热寂
宇宙的末日是什么样的？一些人认为，宇宙可能会在一场庞大的天文学暴力事务中竣事。可是，很多物理学家认为，宇宙更可能会在漫长的时候里慢慢地走标的目的它的终点。
要怪就怪热力学第二定律。这个定律认为，宇宙的熵（暗示紊乱水平的物理量）会跟着时候的流逝而增添，从有序走标的目的无序。当熵达到最年夜值时，宇宙中所有可以被操纵的能量都变为了无法操纵的热能，宇宙遍地都达到了热均衡。这种状况称为热寂。此时，宇宙各个天体都不复存在，一切都一样，没有任何转变发生。再加上暗能量使得宇宙膨胀得越来越快，最终宇宙会变得空旷、暗中且严寒。

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我们当然不会在这里看到这一切，因为早在宇宙达到热寂之前，变为红巨星的太阳就已经把我们的地球烤化失落了。
可是，热寂这种终局不仅令人沮丧，走标的目的终局的过程也比力乏味。于是，物理学家起头去考虑一些其他的可能，固然终局仍令人沮丧，但其过程至少是惊心动魄的。其他的可能包罗了年夜扯破（宇宙在更壮大的暗能量下被完全扯破），以及年夜坍缩（宇宙万物反过来坍缩在一路）。