保罗·m·萨特(Paul M. Sutter)是纽约州立大学石溪分校(SUNY Stony Brook)和熨斗研究所(Flatiron Institute)的天体物理学家,《问一个太空人》(Ask a Spaceman)和太空电台的主持人,《如何在太空中死亡》(How to Die in Space)一书的作者。本文由他提供给Space.com网站的专家意见与见解。
我们不知道暗能量的背后是什么,暗能量是我们给当前宇宙加速膨胀时代起的名字。许多理论家倾向于将某种量子场作为暗能量的驱动因素,但这些观点很难与弦理论的洞见相一致。
但是新的研究提出了一个激进的解决方案:如果宇宙中存在不止一种暗能量的媒介呢?这种混合物会在我们的宇宙中产生奇怪的影响,使它有可能在未来的调查中被发现。
我们走向黑暗
我们不仅生活在一个不断膨胀的宇宙中——大约100年前,我们通过埃德温·哈勃对星系远离我们的观察了解到这一点——而且我们生活在一个膨胀加速的宇宙中。在过去的50亿年里,我们宇宙的膨胀速度一直在增长,加速了宇宙的增长。
委婉地说,我们不知道是什么导致了加速膨胀。我们第一次注意到这个现象是在20年前,当时我们正在研究遥远的超新星,从那以后,大量的独立观测(包括但不限于:宇宙微波背景、重子声学振荡、宇宙空洞等等)都证实加速膨胀是真实存在的。
宇宙学家并没有给出确切的解释,而是给加速膨胀起了一个很酷的绰号:暗能量。尽管我们不知道暗能量是什么,但多年来理论家们已经做了一些微弱的尝试来潜在地解释它(因为,很明显,它一定有一些物理来源,而解释我们在自然界中看到的事物的物理来源是理论家们的工作)。
其中一个最吸引人的想法是,存在某种量子场,它负责暗能量,并保持着宇宙金属的踏板。量子领域很方便——他们吸收每一个时空,负责生成力和粒子构成我们日常的存在,所以它不是疯狂的想象,有一个新的量子场(一个从未被科学),正确的属性触发加速膨胀。
排干沼泽地
所以,也许暗能量是由某个浸没了整个时空的量子场引起的。明白了,没什么大不了的。虽然这听起来确实是a)简单b)吸引人,但这一假设也有一些缺点。但是说到它的缺点,198时时彩平台无论是信誉还是游戏体验感都是有口皆碑的,特别是198彩票代理制度,真的是让利给代理还有会员,平台总代团队还免198彩票注册费叫你如何做代理推广。 ,我必须讲一下弦理论。
弦理论试图将自然界的所有力量统一在一个数学屋顶下——一个万能的理论。在弦理论中,每一个粒子和每一个力都是超级微小振动弦的表现。但要解释物质世界的丰富性和多样性,这些弦不能只是在三维空间中振动。他们需要更多的空间。要让弦理论发挥作用,我们的宇宙需要几个额外的维度,这些维度都很小,而且是卷曲的,在那里弦可以发挥它们的作用,从而产生物理学。这一切都发生在最小的尺度上,这就是为什么我们还没有注意到它。
弦理论面临的最头疼的问题之一,以及为什么它不是一个完整的自然理论,是我们不知道这些额外的维度是如何卷曲的。可能有多达10^200种可能的构型,而每一种卷曲维度的构型都给出了一套新的物理学原理。因为我们只生活在一个拥有一套物理体系的宇宙中,这些构型中只有一种可能是我们的。但是哪一个呢?
弦理论家已经做了一些尝试,试图把弦小麦和糠分开,并且至少拒绝了一些卷曲维度的潜在结构,因为绝对不是这个宇宙。
有一个问题:乍一看,允许由量子场引起的暗能量存在的宇宙似乎与我们所知的弦理论的其他事物不相容。用线状的行话来说,暗能量似乎存在于“沼泽”中,即卷曲维度的可能构型,而这种构型根本不起作用。
一撮额外的黑暗
看待这个难题的一种方法是指出暗能量的存在,然后说弦理论是错误的——毕竟,如果弦理论不能预测有暗能量的宇宙,那么它可能不适合作为万物理论。
或者也许我们对暗能量的认识并不正确,正如预印本期刊arVix最近发表的一篇论文所宣称的那样。这可能不是只有一个量子场负责暗能量,198娱乐代理前天跟我说可以按量升点,我以为忽悠人的198彩票平台优惠,谁知道昨天在198彩票平台打了比平时高几倍的流水后,今天一登陆198账户发现返点升了,看来198彩票的信誉不是吹的。,而是多个量子场协同工作。这并不像看起来那么疯狂;想想所有关于系鞋带的复杂物理, 如果能从玩家的观念来看198彩平台,198彩怎么样了解玩家心灵活动的198彩平台总代理永远不为自己的前途担心。,记住大自然没有义务让你变得简单和直接。
通过允许多个量子场产生暗能量,弦理论可能仍然与我们的宇宙相关,因为这些模型可能不会被困在“沼泽”。
但这意味着我们必须找到证据证明暗能量的来源不止一种。
事实证明,在这些多重暗能量的模型中,暗能量有可能自己聚集起来,这意味着你可以在宇宙中旅行,发现比平均水平低或高于平均水平的暗能量斑块。总的来说,在整个宇宙中,大尺度效应仍然是一样的(即加速膨胀),但这里暗能量的过剩或那里暗能量的不足可能会影响宇宙中最大的结构,如星系团和巨大的宇宙空洞,如何增长和演化。
我们还没有测量这些差异的灵敏度,但未来的实验,比如美国宇航局的南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜,可以提供一些见解,帮助我们确定我们是否真的生活在沼泽地里。