T他有争议的观点认为，我们的宇宙只是无穷无尽、泡沫不断膨胀的多元宇宙中的一个随机气泡，从逻辑上说，这个观点来自大自然最无害的特征:空无一物。具体来说，多元宇宙假说的种子是注入到真空空间能量中的难以解释的微小能量，这些能量被称为真空能量、暗能量或宇宙常数。每立方米的空空间所含的能量仅够点亮一个灯泡11万亿分之一秒。正如诺贝尔奖得主史蒂文·温伯格(Steven Weinberg)曾经说过的那样，“我们喉咙里的骨头”把它因为所有的物质和力场都流经真空，所以真空的能量至少要高出一亿亿亿亿亿亿亿亿亿倍。不知何故，所有这些磁场对真空的影响几乎相等，产生平静的寂静。为什么空的空间如此空旷?
虽然我们不知道这个问题的答案——这个臭名昭著的“宇宙常数问题”——但我们的真空中的极端真空似乎是我们存在的必要条件。如果宇宙中充满了哪怕是稍多一点的这种引力斥力，空间就会膨胀得太快，以至于无法形成星系、行星或人类等结构。这种精细调整的情况表明，可能有大量的宇宙我们碰巧生活在一个能量极低的宇宙中，因为我们不可能在其他任何地方找到我们自己。
一些科学家对“人择推理”的重述感到愤怒，并且不喜欢多元宇宙无法被验证。即使是那些对多元宇宙持开放态度的人，也会希望找到宇宙学常数问题的替代解决方案来探索。但到目前为止，没有多元宇宙几乎不可能解决这个问题。马里兰大学的理论物理学家拉曼·桑德拉姆说:“暗能量的问题是如此棘手、如此困难，以至于人们没有一两个解决方案。”
要理解为什么，考虑一下真空能量到底是什么。爱因斯坦的广义相对论认为，物质和能量告诉时空如何弯曲，而时空的弯曲又告诉物质和能量如何运动。这个方程的一个自动特征是，时空可以拥有自己的能量——当没有其他东西存在时，能量保持不变，爱因斯坦称之为宇宙常数。几十年来，宇宙学家假设它的值恰好为零，因为宇宙的膨胀速度相当稳定，他们想知道为什么。但是，在1998年，天文学家发现宇宙的膨胀实际上正在逐渐加速，这意味着存在一种排斥力渗透到空间中。被天文学家称为暗能量几乎可以肯定相当于爱因斯坦的宇宙常数。它的存在导致宇宙以前所未有的速度膨胀，因为随着它的膨胀，新的空间形成，宇宙中排斥力的总量增加。
然而，这种真空能量的推断密度与量子场论(粒子物理学的语言)对真空空间的描述相矛盾。一个量子场是空的，当没有粒子激发通过它时。但由于量子物理中的不确定性原理，量子场的状态永远不确定，所以它的能量永远不可能完全为零。把量子场想象成空间中每个点上的小弹簧。弹簧总是在摆动，因为它们只在最松弛的长度的某个不确定范围内。它们总是有点太紧或太紧，因此总是在运动，拥有能量。这叫做场的零点能量。力场有正的零点能量，而物质场有负的零点能量，这些能量与真空的总能量相加或相减。
总真空能应该大致相当于这些因素中最大的一个。(假设你收到了1万美元的礼物;即使花了100美元，或者在沙发上找到了3美元，你仍然有大约1万美元。)然而，观测到的宇宙膨胀率表明，它的数值比零点能量对它的一些贡献要小60到120个数量级，就好像所有不同的正负项都以某种方式抵消了。想出这种平衡的物理机制是非常困难的，主要有两个原因。
首先，真空能量的唯一作用是引力，所以降低它似乎需要一个引力机制。但在宇宙最初的几分钟里，当这种机制可能起作用时，宇宙的物理体积是如此之小，它的总真空能量与物质和辐射的数量相比微不足道。真空能量的引力效应与其他物体的引力相比会完全相形见绌。“这是解决宇宙常数问题的最大困难之一，”物理学家拉斐尔·布索(Raphael Bousso)说在2007年写道．他说，重力反馈机制在早期宇宙的条件下精确地调整真空能量，“可以大致比作一架飞机在风暴中按照规定的飞行路径飞行，达到原子的精度。”
更困难的是，量子场论的计算表明，在大爆炸后不久，随着冷却的宇宙的相变，真空能量的值会发生变化。这就提出了一个问题:平衡真空能量的假设机制是在这些转变发生之前还是之后开始的?这个机制如何知道它们的影响会有多大来弥补它们呢?
到目前为止，这些障碍阻碍了人们在不诉诸于多元宇宙彩票的情况下解释太空中微小重量的尝试。但最近，一些研究人员一直在探索一种可能的途径:如果宇宙不是轰然而生，而是随着更早的收缩阶段而反弹，那么在遥远的过去，收缩的宇宙将是巨大的，并由真空能量主导。也许是某种引力机制作用于当时丰富的真空能量，随着时间的推移以一种自然的方式稀释了它。这个想法促使物理学家彼得·格雷厄姆(Peter Graham)、大卫·卡普兰(David Kaplan)和苏吉特·拉金德兰(Surjeet Rajendran)提出发现一个新的宇宙弹跳模型，尽管他们还没有证明在收缩的宇宙中真空稀释是如何工作的。
在一封电子邮件中，布索称他们的方法是“非常有价值的尝试”，是“与一个重大问题进行的明智而诚实的斗争”。但他补充说，这个模型仍然存在巨大的差距，而且“填补这些差距并使其发挥作用的技术障碍是巨大的。”建设已经是一个Rube Goldberg机器，当这些缺口被填补时，它最多会变得更加复杂。”相比之下，他和其他多元宇宙追随者认为他们的答案更简单。
Natalie Wolchover是《广达》杂志物理科学方面的资深作家。之前，她为科普,《生活科学》和其他出版物。她拥有塔夫茨大学的物理学学士学位，在加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)攻读研究生级物理学，并与人合著了几篇非线性光学方面的学术论文。她的作品被刊登在杂志上2015年最佳数学写作奖．她是2016年杰出统计报道奖和2016年Evert Clark/Seth Payne青年科学记者奖的获得者。@NattyOver
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