35、从M理论探寻暗能量

从M理论探寻暗能量

微调问题与两步策略

尽管关于暗能量本质的各种提议存在巨大差异，但它们通常都面临一个主要问题，即需要对某些参数进行微调或特设选择，以产生暗能量尺度 $E_{DE} \simeq 1 \text{meV}$。与基础物理学中的任何自然能量尺度，如约化普朗克尺度 $M_{Pl}$ 或大统一尺度 $M_{GUT}$ 相比，这个尺度小得令人难以置信。场论模型中的超对称可以缓解这种差异，但无法消除它。在超对称破缺后，真空能量尺度仍约为超对称破缺尺度 $M_{SUSY} \sim 1 \text{TeV}$，这仍然远远大于暗能量尺度，这就是普遍存在的宇宙学常数问题。

由于所有形式的能量都会产生引力，仅仅调整理论的一个特殊子领域以产生正确的 $E_{DE}$ 尺度是不够的。相反，必须确保同时其他子领域不会产生超过 $E_{DE}$ 的能量。此外，在像弦理论这样的基础理论中，低能参数源于动态标量场，其值是动态确定的，因此原则上微调是不可接受的。所以，在任何关于暗能量起源的提议中，都不能忽视宇宙学常数问题，解决这个问题是成功解释暗能量的必要条件。

为了解决宇宙学常数问题，我们可以采用以下两步策略：
1. 第一步 ：找到一种机制，在打破超对称的同时，动态地将真空能量调整为零，即 $V_{vac} = 0$。这应该在某些合适的展开式的主导阶成立，例如有效场论中的 $1/M_{Pl}$ 展开、弦理论中的 $l_s = \sqrt{\alpha’}$ 展开或 M 理论中的 $\kappa_{11}^{2/3}$ 展开。
2. 第二步 ：理论的高阶微扰和/或非微扰修正预计会将零阶主导真空能量提升到