自 1990 年代末期以來,物理學家相當確信宇宙不僅在變大,而且膨脹速度似乎也不斷加快。
一種神秘的力量叫做目前被認為是造成這種加速增長的原因,但一項新的研究提出了一種可能性,即似乎是一種能量的東西可能是由宇宙結構變化引起的幻覺。
匈牙利羅蘭大學和夏威夷大學天文學研究所的物理學家現在質疑愛因斯坦方程式中是否引入了近似值“嚴重的副作用」這給人一種巨大的、未知的力量將空間推開的錯覺。
如果存在的話,暗能量約佔可觀測宇宙能量的 68%,但僅佔 10%-27每平方公尺公斤數,在實驗室中很難發現。
除了加速問題之外,暗能量還有助於解釋諸如宇宙的整體形狀以及我們所看到的在空間中蕩漾的物質模式等問題。
問題是,現在它只不過是一個空盒子,沒有任何其他屬性來描述其存在的本質。
因此,目前認為它是被稱為“太空”的空白空間的基本組成部分。宇宙學常數,用希臘字母 lambda (?) 表示。
早在20世紀初期th世紀之交,愛因斯坦提出宇宙常數作為一種捏造因素,以解釋為什麼散佈在宇宙中的所有質量在自身引力的吸引下不會拉回到一起。
什麼時候埃德溫·哈伯清楚地表明宇宙不僅抵抗塌縮,而且實際上還在膨脹,宇宙常數被扔進了垃圾桶。
現在人們知道宇宙似乎增長較慢其年輕時的速度比今天要快,這使得宇宙常數再次成為解釋這種速度增加的有用方法。
與另一個假設的“黑盒子”因素放在一起?暗物質,這將構成已知宇宙的另外 27%? 我們得到了 Lambda 冷(?CDM) 模型來解釋宇宙如何演化。
而愛因斯坦的廣義相對論負責為這個模型奠定了大部分基礎,但數學並不總是那麼容易應用,這促使物理學家使用有根據的假設來處理它的部分內容。
但在這項最新研究中,研究人員認為這些近似忽略了宇宙內大規模結構的潛在重大影響。
「愛因斯坦方程描述宇宙膨脹的數學在數學上是如此複雜,以至於一百年來都沒有找到解釋宇宙結構影響的解決方案,”拉斯洛·多博斯說來自羅蘭大學。
如果有可能暫時走出宇宙並俯視它,就會有稱為星系的線超群襯裡看起來相對空曠的空間。
?CDM 模型假設均勻膨脹逐漸變得更快,這要歸功於暗能量的不斷增加的推動力克服了均勻分佈在整個空間的暗物質和正常物質的拉力。
然而,根據參與這項新研究的物理學家的說法,大規模結構? 看似空曠的空間和圍繞它們的星系的「氣泡」? 將創建以不同速率膨脹的區域,幾乎就像迷你宇宙一樣。
透過對重力對代表暗物質的數百萬個粒子的影響進行數學建模,該團隊成功地重現了早期宇宙中物質的聚集,使其看起來像大規模的星系結構。
雖然他們模型中的宇宙仍在膨脹,但這些氣泡膨脹方式的個體差異平均化為整體加速。
“我們的發現依賴於一種數學猜想,該猜想允許空間的微分膨脹,與廣義相對論一致,並且它們表明了物質複雜結構的形成如何影響膨脹,”多博斯說。
“這些問題以前被掩蓋了,但考慮到它們可以解釋加速而不需要暗能量。”
模型做出了自己的必要假設,但如果它經得起檢驗,它可以解釋為什麼宇宙的膨脹似乎正在加速,而這一切都不需要負壓。
雖然這個想法本身很新,但近年來,為了解決對神秘能源的需求,人們已經產生了許多創意的解決方案。
今年早些時候,一項研究出版於科學建議暗能量可以被解釋為一種赤字,就好像宇宙在其演化的某個時刻「洩漏能量」一樣。
雖然它打破了物理學的一大規則(能量不能消失或創造),但它也解決了關於宇宙 68% 是由什麼構成的棘手問題。
毫無疑問,暗能量是一個難以破解的難題,所以可能需要跳出框框思考? 如果不是在整個宇宙之外呢? 找到解決方案。
這項研究發表於英國皇家天文學會每月通知。