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引力子或有质量 巨大宇宙虚空有助探测"暗能量"

http://www.kexue.com 2014-01-13 08:41:08 凤凰科技  发表评论


巨大宇宙虚空或助探测暗能量

  尽管是一片广袤的虚无,整个宇宙的巨大的空洞仍可能指引科学家们提出一项新的引力理论——这或可能提供有关暗能量本质的线索。暗能量被认为是推动宇宙分离扩张的神秘力量,它或可能解释宇宙膨胀为何一直加速的难题。目前主要的模型认为时空与生俱来就有一定量的暗能量,且不会随着时间发生变化——这被称为宇宙常数。

  由于没有特定的原因表明暗能量一定是以某种特定形式出现,有的物理学家认为这个模型非常令人沮丧,因此试图寻找替代理论。“当我们谈到暗能量,大多数人都把它当做用一个指代能让一切事物正常运转的特定标签。”英国牛津大学的马丁·萨伦(Martin Sahlén)这样说道。

  行为的改变

  萨伦和他的同事恳求加入一个新领域至宇宙常数以改变暗能量的密度,而这取决于正常物质的局部密度。这意味着暗物质在不同时期的行为特征是不同的。在早期宇宙,物质的密度相对较高,暗物质产生的效应相对较小。但随着宇宙逐渐膨胀并变得越来越稀疏,暗能量的效应变得越来越突出,从而导致科学家们明显的观察到宇宙膨胀的加速。

  这种暗能量具有可见的结果:它将导致名为虚空的大面积稀疏区域里的时空的行为特征与暗能量保持宇宙常数时不同。当高密度的区域,例如星系团,弯曲时空从而弯曲了射向我们的光线,就像放大镜一样,虚空将像凹面镜一样弯曲光线。测量这样的“缩小”将帮助测试研究小组的模型。

  除了探测暗能量的本质,这一模型还能测量引力。在爱因斯坦的广义相对论里,也就是我们目前对引力的最好理解,带有力量的力子——引力子——应该是无质量的。但萨伦理论里的新领域将给引力子赋予较小的质量。测试这一观点或将导致更基本的引力理论。

  头条新闻

  去年9月,斯隆数字巡天的成员报告了对导致“缩小”的虚空的第一次测量,但这一数据并不尖锐,因此无法区别广义相对论和“质量引力”理论。然而,接下来的实验,例如欧洲航天局的欧几里得太空望远镜应该能够对这一问题进行测试。

  “结果非常有趣,从原则上说,在未来十年左右应该可以对其进行测试,”美国纽约大学宇宙学家、引力研究学者马克·怀曼(Mark Wyman)说道。但他也担忧萨伦的模型可能会持续的包含宇宙常数。

  “我以及其它研究人员对质量引力感兴趣的最初原因之一便是查明如果引力子是有质量的,那么我们是否能够抛弃宇宙常数。”怀曼说道。“发现引力子具有质量将会是条头条新闻。”

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