超弦与宇宙学

超弦与宇宙学内容摘要：

信的，最近 Vafa等人的一个猜想说，如果耦合常数 g1, 那么 U(1)理论只在能标 以下才可信。 可能还有很多类似的 “ 非有效场论 ” 现象，现在从 Landscape得出任何结论为时尚早。 • 暗能量问题 WMAP3月 16号的结果（综合第一个 3年的数据和其他观测结果，如 SDSS) 宇宙的图像 宇宙学常数问题有相当长的历史，特别是在人们开始关注 量子引力问题之后，这个问题变得越来越重要，因为： （ 1）首先，暗能量只与引力耦合，所以只有在引力理论 中才能研究。 例如，在没有引力的量子场论中我们总可以 将零点能设为零而不影响任何其它物理。 （ 2）在经典引力中，我们总可以引入爱因斯坦宇宙学常 数使得暗能量为任意值，只有在量子引力理论中，宇宙学 常数或暗能量才可能是一个可计算量，也就是说，才可能 是唯一的，或者是离散的。 众所周知，宇宙学常数问题在基本理论中一直是一个难 题。 最简单的理论估计说明真空零点能与可能的极小距 离有关，所以 这就使得理论值与观测值相距很远： 即使引入超对称，我们只能将 120个量级改善到 60个量 级。 目前存在许多 “ 理论 ” 和模型来解释暗能量问题，却没有一 个为大多数研究者所接受。 这些模型大致可以分为以下五 类： （ 1）超对称 /超引力，超弦理论。 （ 2）人择原理 (anthropic principle)。 （ 3）调节机制。 （ 4）改变爱因斯坦引力理论。 （ 5）量子宇宙学。 最近出现第六类理论，就是所谓的全息暗能量理论。 我们简单解释一下这些理论或模型。 （ 1) 超对称 /超引力，超弦理论。 Witten喜欢说，目前没有一个超对称破缺机制是正确的，因为这些机制在给出粒子谱的分立的同时，也给出一个零点能： 传统上的超引力和超弦理论也没有办法完全绕开这个困难。 最近的所谓 string landscape并没有在传统的意义上解决宇 宙学常数问题。 只是提供了许多具有不同宇宙学常数的真 空，从而为应用人择原理提供了背景。 （ 2）人择原理。 假定宇宙中有许多子宇宙，而我们的宇宙不过是其中一个 子宇宙。 在不同的子宇宙中物理学 “ 常数 ” 不一样，而我们 的子宇宙中的宇宙学常数正好取一个值使得智慧生物成为 可能。 例如，如果要求子宇宙中存在星系，宇宙学常数就会有一 个上限，大约是 （ 3）调节机制。 最早的调节机制是引入一个标量场，这个标量场使得零点能自我调节到零，但这种方法没有成功。 最近也出现了类似的机制，例如在膜宇宙中某种标量场 对膜上的任何类似零点能的能量作出反应，使得总能量 调节为零。 但这种方法不可避免地引入几何上的奇点。 （ 4）改变引力理论。 这也是大家容易想到的。 早期的一种方法是使得爱因斯坦的宇宙学常数成为动力学方程的一个积分常数，但没有相应的办法使得这个积分常数变为。