几十年来,科学家对我们的宇宙不断扩展的事实感到困惑。从逻辑上讲,重力应该拉出我们的星系靠近在一起,但是在1990年代的观察结果表明,宇宙不仅在扩展,而且在看似加速的速度上扩大,科学家却归功于。
暗能量(不要与暗物质)是构成周围的假设力量68.3%可观察到的宇宙中的能量,并将星系拆开。但是,尽管有很多间接证据证明其存在,但没有人能够直接检测到暗能量,也没有充分解释它的来源。
现在,一项新的研究可以解决这一切。答案?黑暗的能量是完全有道理的……假设宇宙中最基本的定律之一是在没有我们注意到的情况下被侵犯的。
这一基本法律是能量的保护,这是一个大事。正是我们所有人在高中科学中都学到的法律,指出孤立系统中的能量既不能被创造也可以破坏 - 它只能改变形式。它是大多数基本物理学的基础。
但是这项新研究认为,如果宇宙在最早的日子里巧妙地泄漏了能量,它可以解释我们今天看到的黑能。重要的是,团队还建议该法律本来可以以如此小的方式违反,我们甚至不会注意到。
那么,为什么需要这样的剧烈假设呢?这一切都取决于我们在黑暗能源方面遇到的问题,为了解释这些问题,我们需要回到1917年,当爱因斯坦试图弄清楚宇宙为何静态,不扩展或缩水时,这是当时的假设。
为了解释引力不足的萎缩,爱因斯坦认为必须有一些东西在宇宙尺度上推动重力,他称其为宇宙常数。
但是他几乎在1929年取消了这个想法当天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)看到宇宙正在扩展的第一个迹象时,将假设的扳手扔进了他的计算中。
然后,在1990年代初,科学家表明宇宙正在以加速速度扩展,爱因斯坦的常数再次变得相关。
研究人员认为,恒定爱因斯坦正在研究这些几十年前的所有实际上一定是我们现在所说的黑能。
那么什么是黑能?一般的想法是,这是一个宇宙学常数,它是由空白空间引起的。
多亏了量子力学,我们知道空的空间是从来没有真正空了- 它充满了奇怪的量子颗粒和能量弹出和出现的能量,其中一个奇怪的颗粒可以携带排斥力,也就是黑暗能量。
唯一的问题是,我们预测的“暗能量”的数量远远超过观察到的宇宙扩展所能解释的要多得多 - 确切地说是高达120个数量级。
这意味着我们要么无法正确测量它,要么我们仍然不了解黑暗能量的来源。
这项新研究表明,后者可能可能在发挥作用,并提出了一个新的假设。如果宇宙在其早期巧妙地泄漏了能量,而那能量损失的能量会设定深色能量的价值,该怎么办?
一位团队成员亚历杭德罗·佩雷斯(Alejandro Perez),“在模型中,黑暗能量可以跟踪在宇宙历史上损失了多少能量和动力。”告诉科学。
这个新假设的基础是爱因斯坦在1910年代称为单型重力,其中指出能量不需要保存。
团队指出,如果将此单模型的重力模型应用于计算,那么宇宙常数的值将与我们宇宙加速膨胀的观察结果完全匹配。
重要的是,这也不一定会使我们当前对宇宙的理解太多。尽管早期宇宙中能量的消失会显着影响黑暗能量的价值,但实际上不会影响太大,也不会通过当今的实验显着。
“物质成分的能量可以将其割让到引力场,而这种'失去能量'将以宇宙常数的形式行为 - 它不会因宇宙后来的扩张而稀释,”该团队之一Thibaut Josset,Thibaut Josset,Thibaut Josset,告诉phys.org的丽莎·Zyga。
“因此,在过去的遥远中,微小的能源损失或创造可能会大规模地产生重大影响。”
不过,这里有一个很大的问题 - 如果消失的能量没有对宇宙产生任何持久影响,除了改变暗能量的价值,那么我们无法测试该假设是否真实。
“我们的建议非常笼统,任何违反节能的行为都有望导致有效的宇宙常数。这可以使对超出标准量子力学之外的现象学模型设定新的约束,”Josset告诉Phys.org。
“另一方面,直接证据表明,黑暗能源是通过不保存的能量来源的,似乎在很大程度上是不受欢迎的,因为当今我们可以访问lambda(宇宙学常数)的价值,并且仅在晚期就限制了其进化。”
因此,就目前而言,这个假设仍然存在 - 尚未检验的假设。但是物理学家说,他们希望将来进一步研究可能性。
“这绝不是确定的,”来自加拿大滑铁卢的外围理论物理研究所的理论家李·斯莫林(Lee Smolin),他没有参与研究,告诉科学。“但是……这是一个新想法,可能是正确的,因此值得对此感兴趣。”