參考消息網(wǎng)8月23日?qǐng)?bào)道據(jù)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站6月20日?qǐng)?bào)道，一項(xiàng)可能引發(fā)爭(zhēng)議的新研究顯示，宇宙的膨脹可能是一種幻想。這種對(duì)宇宙的重新思考還暗示，暗能量和暗物質(zhì)之謎有望被解開?？茖W(xué)家認(rèn)為，暗能量和暗物質(zhì)占宇宙能量和物質(zhì)總量的約95%，但這兩者至今仍是未解之謎。

(資料圖片)

日內(nèi)瓦大學(xué)理論物理學(xué)教授盧卡斯·隆布里澤在英國(guó)《經(jīng)典引力和量子引力》雙周刊6月2日發(fā)表的一篇論文中，詳細(xì)介紹了這種全新的研究方法。

科學(xué)家知道宇宙正在膨脹是因?yàn)榧t移，即發(fā)光物體遠(yuǎn)離我們時(shí)，其光的波長(zhǎng)向光譜紅色一端移動(dòng)。與靠近我們的星系相比，遙遠(yuǎn)星系的紅移幅度更大，表明這些星系距離地球越來(lái)越遠(yuǎn)。

科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)的證據(jù)表明，宇宙膨脹的速度并非固定不變，實(shí)際上是越來(lái)越快。名為“宇宙常數(shù)”(Λ)的術(shù)語(yǔ)代表了這種加速中的膨脹。

宇宙常數(shù)一直讓宇宙學(xué)家感到頭疼，因?yàn)榱Ｗ游锢韺W(xué)對(duì)其數(shù)值的預(yù)測(cè)與實(shí)際觀測(cè)結(jié)果相差120個(gè)數(shù)量級(jí)。宇宙常數(shù)因此被描述為“物理學(xué)史上最糟糕的預(yù)測(cè)”。

宇宙學(xué)家經(jīng)常試圖通過(guò)提出新的粒子或者物理力來(lái)解決宇宙常數(shù)值存在差異的問(wèn)題，但隆布里澤通過(guò)對(duì)已知條件重新概念化來(lái)解決這一問(wèn)題。

隆布里澤對(duì)趣味新聞網(wǎng)站說(shuō)：“在這項(xiàng)工作中，我們戴上一副新眼鏡來(lái)觀察宇宙及其未解之謎，方法是對(duì)支配宇宙的物理法則進(jìn)行數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換?！?/p>

在隆布里澤的數(shù)學(xué)解釋中，宇宙并沒(méi)有膨脹，而是平直且靜止的，像愛(ài)因斯坦一度認(rèn)為的那樣。我們觀察到的表明宇宙膨脹的效果，可以由漫長(zhǎng)時(shí)間里粒子——如光子和電子——質(zhì)量的演化來(lái)解釋。

按照這種設(shè)想，這些粒子從一種遍布整個(gè)時(shí)空的場(chǎng)中誕生。宇宙常數(shù)由這個(gè)場(chǎng)的質(zhì)量決定，而且因?yàn)檫@個(gè)場(chǎng)是波動(dòng)的，所以由它產(chǎn)生的粒子的質(zhì)量也是波動(dòng)的。宇宙常數(shù)仍然隨時(shí)間變化，但在這個(gè)模型中，變化源于粒子在不同時(shí)間的質(zhì)量變動(dòng)，而不是源自宇宙的膨脹。在這個(gè)模型中，這些場(chǎng)波動(dòng)導(dǎo)致遙遠(yuǎn)星系團(tuán)的紅移大于傳統(tǒng)宇宙模型的預(yù)測(cè)。因此，按照這個(gè)模型的預(yù)測(cè)，宇宙常數(shù)仍然是正確的。

隆布里澤說(shuō)：“我感到奇怪的是，按照這個(gè)觀察宇宙的新視角，宇宙常數(shù)問(wèn)題似乎消失不見了?！?/p>

隆布里澤的新框架還解決了宇宙中其他一些棘手問(wèn)題，包括暗物質(zhì)的本質(zhì)。這種不可見的物質(zhì)在數(shù)量上是普通物質(zhì)粒子的5倍，但因?yàn)椴慌c光產(chǎn)生反應(yīng)，所以至今神秘莫測(cè)。

隆布里澤提出，這種場(chǎng)波動(dòng)的行為還可能像所謂的軸子場(chǎng)。軸子是一種假想粒子，是人們?yōu)榘滴镔|(zhì)提出的一種解釋。

這些波動(dòng)還可能消除暗能量。這種假想的力拉伸了空間的結(jié)構(gòu)，因此推動(dòng)星系之間越來(lái)越快地遠(yuǎn)離彼此。隆布里澤認(rèn)為，在這個(gè)新模型中，暗能量的作用將通過(guò)在宇宙較晚階段走上不同演化路徑的粒子質(zhì)量得到解釋。

隆布里澤說(shuō)，在這幅圖景中，“原則上不需要暗能量”。

哥倫比亞波哥大ECCI大學(xué)博士后研究員盧絲·安赫拉·加西婭對(duì)于隆布里澤的新解釋及其解決的眾多問(wèn)題感到驚奇。沒(méi)有參與這項(xiàng)研究的加西婭說(shuō)：“這篇論文非常有趣，為宇宙學(xué)的多個(gè)問(wèn)題提供了一種不同尋常的解答。這種理論為宇宙學(xué)當(dāng)前的緊張狀態(tài)提供了一條出路?！?/p>

然而，加西婭強(qiáng)調(diào)在評(píng)估這篇論文的研究成果時(shí)要保持謹(jǐn)慎，因?yàn)槠淅碚撃Ｐ椭械囊恍┮蛩睾芸赡軣o(wú)法通過(guò)觀察進(jìn)行檢測(cè)，至少近期做不到。

責(zé)編：海聞

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