爱因斯坦的宇宙常数与暗能量相同吗

2021-11-25 16:36:29 文章来源:网络
  我们必须理解宇宙常数的概念来自哪里
  有一个非常强大的数学工具,我们经常在物理中使用:微分方程。这个方程会告诉你下一刻某件事的行为,然后一旦那一刻过去了,你可以把这些新数据放回同一个方程,它会继续告诉你下一刻会发生什么。
  举例来说,微分方程会告诉你从山上滚下来会发生什么。它告诉你球会走什么路径,会如何加速,以及它的位置在每时每刻是如何变化的。只需解开描述球滚下山的微分方程,就能准确地知道它的轨迹。
  微分方程几乎可以告诉你所有你想知道的关于球从山上滚下来的信息,但是有一点不能告诉你:地面的基准面有多高。你不知道你是高原上的山还是海平面上的山。在这两个海拔上,同一座山可以用完全相同的微分方程来描述。
 
  同样的问题也出现在微积分中。当你解决不了积分时,你必须在最后添加常数。C。爱因斯坦的广义相对论不仅仅是一个微分方程,而是一个由16个微分方程组成的矩阵,其中10个相互独立。但是对于每个微分方程,你可以用一种特殊的方式添加一个常数,也就是我们所说的宇宙常数。这是唯一不会从根本上改变爱因斯坦理论的东西。
  爱因斯坦在他的理论中增加了宇宙常数,不是因为它被允许,而是因为它是他的首选。在没有加入宇宙常数的情况下,他的方程预测宇宙要么膨胀,要么收缩,这在当时的观测条件下显然没有发生。
  问题是宇宙常数不同于我们已知的其他类型的能量。当宇宙中有物质时,粒子的数量是固定的。当宇宙膨胀时,粒子的数量保持不变,因此密度随时间而降低。对于辐射来说,当辐射穿过膨胀的宇宙时,它的波长相对于某天将接收到它的观察者来说也拉长了:它的密度下降,每一个单独的量子也随着时间失去能量。
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