根據量子場論的預言，我們的宇宙應該有一個非常大的宇宙常數，會促使宇宙快速膨脹，使得鄰近天體發出的光無法及時到達地球但實際觀測結果比量子場論預測的差120個數量級如何解決這個沖突有物理學家提出了一個新穎的模型:兩個宇宙常數非常大的宇宙相互作用，整體可以得到一個非常小的宇宙常數我們的宇宙，會是所有現實的一半嗎

在之前的推送中，我們談到了宇宙常數幾次大起大落的歷史如今，物理學家普遍接受愛因斯坦廣義相對論的場方程中存在這一項，并試圖用它來解釋宇宙的加速膨脹，其現實對應就是著名的暗能量暗能量的性質決定了宇宙未來的演化，但對于這種神秘的能量到底是什么，在物理學上如何描述，學術界并沒有共識

不過，這還不是最麻煩的問題更讓物理學家擔心的是，量子場論獨立給出了宇宙常數的預測值，而這個值與實際觀測相差120個數量級，這在物理學上絕對是災難性的結果物理學家對這個宇宙常數問題提出了很多解決方案最近，兩位物理學家從雙層石墨烯中獲得靈感，給出了一個新穎的解釋:兩個宇宙常數非常大的宇宙，通過某種相互作用，可以整體顯示出非常小的宇宙常數如果這個解釋成立，就意味著我們生活的宇宙只是整個世界的一半

災難的真空能量

在量子場論中，有一種能量可以起到暗能量的作用，這就是真空能量量子物理不允許絕對的虛無即使在看似空無一物的真空中，也會有能量的波動:大量虛粒子對迅速產生和湮滅，對真空能量有貢獻這種能量在宇宙中無處不在，也會促進宇宙的膨脹

即使在真空中，也總有虛粒子成對地快速產生和湮滅。

事實上，量子物理與廣義相對論所描繪的宇宙不相容并不是什么新鮮事這兩種理論與許多基本的物理問題相沖突因此，一些物理學家將宇宙常數困難視為這種沖突的另一種體現，認為要解決這一問題，需要等待未來更完善的物理學這些物理學家正在發展不同的量子引力理論在新理論中，時空也會表現出量子效應，所以會像粒子一樣波動這種效應很可能會消除現有量子場論中巨大宇宙常數的影響可是，量子引力理論的建立是一個龐大的工程，涉及物理學的方方面面但目前物理學界仍處于探索階段，沒有公認的理論

那么，除了寄希望于未來的新物理學之外，宇宙常數這個難題還有什么解決方法嗎在今年5月發表在《物理評論快報》上的一項研究中，研究人員使用了一種新的宇宙模型來提供解決方案:如果兩個宇宙像雙層石墨烯一樣相互作用，它們將在整體上表現出新的特征，包括一個大小合適的宇宙常數

雙宇宙模型

來自美國馬里蘭大學的Victor Galitsky和Alireza Parhizkar展示了這個新的宇宙模型，他們的靈感來自一個看似與宇宙學無關的領域——雙石墨烯。

石墨烯是一種二維材料，其中碳原子以六邊形晶格排列如果兩層石墨烯以一種特殊的方式堆疊在一起——比如兩層石墨烯錯開一個角度，或者兩層石墨烯的晶格尺寸不同，就會產生一種干涉圖案，這種干涉圖案被稱為莫爾條紋這種干涉圖案不僅改變了雙層石墨烯的外觀，還改變了材料的能帶分布，從而改變了電子的行為一些以特定角度交錯堆疊的雙層石墨烯會表現出單層石墨烯所不具備的超導性和鐵磁性等性質，因此也被稱為魔角石墨烯

當兩塊帶有條紋的板材以一定角度疊放時，會形成莫爾條紋。

Galitsky和Pariz Karl借用了描述雙層石墨烯的物理模型，并將其修改為適用于宇宙學在這個被稱為摩爾引力的模型中，有兩個獨立完整的宇宙按照廣義相對論的規律演化，但它們的一些物質場是共同的，這就是所謂的兩棲場這意味著一些費米子將在兩個宇宙之間隧穿，就像雙層石墨烯中的電子一樣在這個雙宇宙模型中，每個宇宙都有一個非常大的宇宙常數，正如量子場論所預言的那樣但是在兩個宇宙的相互作用下，整體上得到了一個非常小的宇宙常數，接近我們現實世界的觀測值也就是說，之所以實際觀測與量子場論的預測相差如此之大，是因為我們錯過了另一個宇宙的觀測

那么，模型中的另一個宇宙能否通過觀測得到驗證呢研究人員表示，如果真的存在另一個宇宙，它應該會在我們宇宙的微波背景輻射上留下印記可是，研究人員也補充說，他們并沒有聲稱已經解決了宇宙常數問題——那就太自大了他們希望雙宇宙模型可以提供一個新的視角，并激勵物理學家找到日常材料和真實宇宙之間的關系

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