太長(cháng)不看:天文學(xué)家相信,把兩種物質(zhì)解釋清楚,宇宙模型的“黑暗面”就簡(jiǎn)化了。在宇宙構成中,已知的物質(zhì)只占總量的4%,其余的96%在傳統上被分成兩部分:暗物質(zhì)和暗能量。但一位天文物理學(xué)家說(shuō):“暗物質(zhì)與暗能量或許只是同一枚硬幣的兩面?!?/p>

圣安德魯大學(xué)(University of St Andrews)的天文學(xué)家認為把兩種物質(zhì)解釋清楚,宇宙模型的“黑暗面”就簡(jiǎn)化了。
該學(xué)校天文物理學(xué)院的趙紅勝博士(Dr HongSheng Zhao)說(shuō),暗物質(zhì)和暗能量這對概念之間的聯(lián)系,比人們以前認為的更加緊密。
宇宙中已知的物質(zhì)只占總量的4%,其余的96%在傳統上被分成兩部分:暗物質(zhì)和暗能量。
作為英國天體物理學(xué)家和英國科學(xué)技術(shù)設施理事會(huì )的高級研究員,趙紅勝博士指出:“暗物質(zhì)與暗能量或許只是同一枚硬幣的兩面?!?/p>
未來(lái),隨著(zhù)天文學(xué)家了解更多關(guān)于暗能量的微妙效應,我們同時(shí)也能揭開(kāi)暗物質(zhì)的迷霧。
暗物質(zhì)首先由瑞士天文學(xué)家茲威基(Fritz Zwicky)于1933年觀(guān)察到,現在天文學(xué)家普遍認為宇宙和星系間是由大量不可見(jiàn)物質(zhì)(即暗物質(zhì))的引力作用束縛住的。
趙博士指出:“如果我們承認暗物質(zhì)和暗能量有相同的淵源,那么在早在60年前暗能量就已經(jīng)以暗物質(zhì)的名字顯示過(guò)自身的存在了?!?/p>
在趙博士的模型中,暗物質(zhì)和暗能量只是同一物質(zhì)的不同表現形式,他稱(chēng)之為“暗流體(dark fluid)”。在星系尺度上,暗流體表現為物質(zhì);在整個(gè)宇宙尺度上,則表現為能量。重要的是,不同于其他類(lèi)似研究,趙博士的模型將精確計算出暗能量和暗物質(zhì)的比例為3:1,和其他宇宙學(xué)家預測相一致。
當前已經(jīng)有很多實(shí)驗著(zhù)手尋找質(zhì)量如此巨大的暗物質(zhì)粒子。歐洲核子研究委員會(huì )(CERN)的大型強子對撞機(LHC,位于日內瓦)是眾多的粒子加速器之一,或許能探測出暗物質(zhì)粒子。
但是根據趙博士的說(shuō)法,這些努力可能會(huì )付出東流。他說(shuō):“在宇宙簡(jiǎn)化模型中,暗物質(zhì)能量層次是如此之低,LHC無(wú)法探測到?!?/p>
“目前暗物質(zhì)粒子的研究都集中在高能粒子上。然而,如果暗物質(zhì)是暗能量的成對現象,LHC這樣的設備是探測不到的,但是天文學(xué)家在星系中卻可以一遍遍觀(guān)測到?!?/p>
然而,宇宙中可能根本就沒(méi)有暗物質(zhì)粒子。有一種闡述認為這些“暗成分”是引力法則的修正而不是粒子或能量,趙博士的研究與之一致。
趙博士總結道:“不管暗物質(zhì)和暗能量到底是什么,這兩種現象之間可能都不是孤立的?!?/p>
背景
1687年,牛頓首先發(fā)現了萬(wàn)有引力法則;1916年,愛(ài)因斯坦用廣義相對論將其改善,指出引力的速度就是光速。但是,愛(ài)因斯坦從沒(méi)確定過(guò)是否要在其方程中加入一個(gè)宇宙常量,這就是目前統稱(chēng)的暗能量。后來(lái)天文學(xué)家們追隨著(zhù)茲威基的腳步,又發(fā)現了愛(ài)因斯坦的方程中還應該加入其它項,它們以不發(fā)光物質(zhì)的形式出現,統稱(chēng)為暗物質(zhì)。目前除了輕中微子,暗物質(zhì)和暗能量從未以實(shí)驗的形式被證實(shí)過(guò)。
趙博士和合作者的研究于2007年12月發(fā)表于《天體物理雜志通訊》和《物理評論》上。
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