宇宙学常数问题

宇宙学常数问题是当今物理学界有待解决的重要问题之一。

根据广义相对论，宇宙真空里蕴藏的能量会产生引力场，真空能量密度 ${\displaystyle {\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}_{vac}}$ 与宇宙学常数 ${\displaystyle \mathrm{\Lambda <!--\; \Lambda \; -->}}$ 之间的关系为 ${\displaystyle {\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}_{vac}{c}^2=\mathrm{\Lambda <!--\; \Lambda \; -->}{c}^4/8\mathrm{\pi <!--\; \pi \; -->}G}$ 。怎样计算真空能量密度是物理学尚未解决的一个大问题。最简单算法总和所有已知量子场贡献出的零点能，但这理论结果超过天文观测值120个数量级，被惊叹为“物理史上最差劲的理论预测”！这问题称为宇宙学常数问题。为什么从真空能量密度计算出的宇宙学常数，会与天文观测值相差这么大？到底是什么物理机制抵销这超大数值？解决这问题可能要用到量子引力理论。:186-187

1916年，瓦尔特·能斯特最先发现与提出真空灾变问题，并且疑问这么特大的真空能量会对重力效应造成的结果。

宇宙学常数问题，在1967年由俄罗斯宇宙学家雅可夫·泽尔多维奇提出。

根据量子力学，我们有可能算出氢原子附近间歇生灭的所有虚粒子，对氢原子频谱所造成之影响。对于比较观测结果的准确性，更可以到达非常的高度。

当中的计算，其实就是计算质子或原子的总能量，再计算虚粒子在空无空间的总能量，两者相减。两种能量在形式上皆为无穷，然而两者相减，按狄拉克的规则却可以得出一个有限的数值。

然而，若想只单独计算虚粒子对空无空间之影响，则无任何可减之物，求出的结果，则为无穷。若索其根源，海森堡测不准原理指出间歇生灭的虚粒子消失得越快，其所带有之能量则越大。因此若时间降低至几乎瞬间消失，粒子则可摧带几乎无穷之能量。若要排除无穷，第一个作法，则是引入截断，以普朗克时间作为虚粒子存在时间之下限。但即使如此，透过此方法计算所得之宇宙空无空间能量，竟然比宇宙学常数计算之观测结果高出120个数量级。两者的巨大差异，就是宇宙学常数问题。

若空无空间能量大至如斯程度，空间的斥力足以将今日的地球轰散。即使在大爆炸之初，亦足以将万物轰至四散，无法造成任何结构。

故此，必须要将理论值下调120个数量级以至与观测值一致，方能作出一个合理的解释。我们必须要降低那个从空无空间虚粒子能量轻率地计算的估值，下修到一个合理的上限。当中牵涉到2个非常大的正数相减，在头120个位彼此相消，而在第121个位留下非零数值。如此精确程度，在科学界并无先例可言。