量子真空能及其对引力规范理论的启示

摘要

电磁规范理论及其推广(Yang-Mills理论)在量子场论和粒子物理领域取得了成功要求引力理论也应当是某种局域规范对称下的规范场论；对于量子真空能巨大引力效应与宇宙学观察事实之间的矛盾等问题的探究表明传统引力理论可能是一个低能唯象理论，可能还存在新的高能引力相互作用基本理论。本文介绍了一个新的自旋联络引力规范理论，它以局域Lorentz群为规范对称群、以自旋仿射联络作为非Abel规范场。在低能条件下，我们可以获得一个度规的三阶微分方程作为引力场方程，而爱因斯坦引力场方程作为其一个首次积分解呈现。在该理论中，量子真空能巨大引力效应不再存在，并产生了一个等效宇宙学常数(作为首次积分解的积分常数)，这可能为解决宇宙学常数之谜提供了一条思路。对引力规范理论本身及其在宇宙学中的运用作了一些讨论, 如该引力规范理论会呈现一种准流体(它在四维宇宙中类似暗辐射；在五维宇宙中，则呈现更为丰富的物态)，因此基于该引力规范理论的五维宇宙学在不需要引入真实暗物质和暗能量的条件下也能产生等效的暗物质和暗能量效应。