暗能量是推動宇宙加速膨脹的能量。暗能量的起源和性質(zhì)一直神秘莫測，學(xué)界通常認為，真空能和標(biāo)量場是暗能量的兩個可能的候選對象。我國科研人員的最新研究有效排除了真空能作為暗能量的可能性，并對標(biāo)量場作為暗能量候選給出了理論限制。
據(jù)介紹，在宇宙尺度上，星系受到引力相互作用，按理應(yīng)該相互靠攏，但實際上宇宙卻在加速膨脹，星系間彼此遠離，這暗示了宇宙中還存在一種尚未被認知的能量，即所謂的暗能量。量子力學(xué)不確定關(guān)系預(yù)言，即使在真空中，也會存在虛粒子漲落現(xiàn)象，導(dǎo)致真空能量不為零。量子效應(yīng)導(dǎo)致的真空能等效于一個宇宙學(xué)常數(shù)，扮演暗能量的角色，導(dǎo)致宇宙加速膨脹。
中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院研究員蔡慶宇與咸陽師范學(xué)院博士何東山合作，從惠勒-德威特方程出發(fā)，使用德布羅意-玻姆量子軌道理論，給出了帶有量子修正的弗里德曼方程。他們運用該方程依次研究了宇宙從小到大過程中量子效應(yīng)的變化。結(jié)果表明：在宇宙很小時，其量子效應(yīng)十分顯著，可以有效推動宇宙加速長大。伴隨著宇宙長大，其量子效應(yīng)迅速衰減。對于長大后的宇宙，無論是真空還是物質(zhì)主導(dǎo)，其量子效應(yīng)都遠遠小于暗能量的數(shù)值，無法為宇宙加速膨脹提供足夠支持。
蔡慶宇、何東山還對標(biāo)量場作為暗能量候選給出了理論限制，為進一步研究暗能量的性質(zhì)聚焦了方向。相關(guān)研究成果近日已發(fā)表于物理學(xué)領(lǐng)域國際知名學(xué)術(shù)期刊《物理評論》(Physics Letters B)上。
