暗能量,宇宙終極命運(yùn)的幕后推手

暗能量是當(dāng)今科學(xué)界最大的謎團(tuán)之一耍共。

人類對它所知甚少烫饼,它雖然看不見,卻充滿了整個宇宙试读,并且使星系彼此遠(yuǎn)離杠纵,使我們的宇宙加速膨脹。 “暗能量”就是造成宇宙加速膨脹的幕后推手钩骇,支配著宇宙的終極命運(yùn)比藻。

但究竟什么是暗能量?

一個最簡單的解釋是伊履,它是一個“宇宙常數(shù)”——一個由愛因斯坦提出的概念韩容,它是真空空間自身能量的結(jié)果。

然而唐瀑,許多物理學(xué)家對這種解釋并不滿意,他們想要對其本質(zhì)有一個更基本的描述插爹。是某種新型的能量場還是外來的流體哄辣?或者這是愛因斯坦的重力方程不完整的標(biāo)志? 又或許宇宙中存著一種微弱且長程的第五種基本力赠尾,它會抵消掉一點(diǎn)引力的作用力穗。當(dāng)然,也有一些物理學(xué)家認(rèn)為根本不存在暗能量气嫁,只是現(xiàn)有的引力理論需要得到修正当窗。但更重要的是,我們并不真正了解宇宙目前的膨脹速度寸宵。

目前崖面,科學(xué)家能感受到暗能量存在的唯一途徑是通過對遙遠(yuǎn)宇宙的觀測元咙。星系越遠(yuǎn),在我們看來就越年輕巫员。這是因為它們發(fā)出的光需要數(shù)百萬年甚至數(shù)十億年才能到達(dá)我們的望遠(yuǎn)鏡庶香。多虧了時間機(jī)器,科學(xué)家可以在不同的宇宙時間測量不同的空間距離简识,幫助人類了解宇宙膨脹的速度赶掖。

在過去的二十年里,天文學(xué)家使用斯隆數(shù)字巡天望遠(yuǎn)鏡測量了超過200萬個星系和類星體——它們極其明亮七扰,距離遙遠(yuǎn)奢赂,通常由黑洞提供能量。最近颈走,科學(xué)家通過擴(kuò)展子重振蕩光譜調(diào)查(eBOSS)取得的一些進(jìn)展膳灶,已經(jīng)找到一些關(guān)于宇宙的終極答案,描述了有史以來最大的三維宇宙星圖疫鹊。這張新的地圖覆蓋了大約110億年的宇宙歷史袖瞻,這些歷史基本上是以前未被探索的,它讓給人類重新認(rèn)識到前所未見的暗能量拆吆。

研究結(jié)果顯示聋迎,宇宙中69%的能量是暗能量,科學(xué)家最新的的觀測結(jié)果與宇宙常數(shù)一致枣耀,再次證明愛因斯坦最簡單的暗能量形式——宇宙常數(shù)的正確性霉晕。

當(dāng)將科學(xué)家將三維宇宙星圖上的信息與其他宇宙探測器結(jié)果相結(jié)合時,比如宇宙微波背景——大爆炸留下的光——它們似乎都更傾向于宇宙常數(shù)而不是更奇特的暗能量解釋捞奕。

通過對宇宙初期的觀察和研究牺堰,科學(xué)家對于宇宙膨脹速率和空間幾何的描述出現(xiàn)了分歧。特別是颅围,科學(xué)家對宇宙當(dāng)前膨脹速率的測量伟葫,比直接測量臨近星系的距離所得到的值低10%左右。這兩種方法都聲稱他們的結(jié)果是正確和非常精確的院促,所以他們的差異不可能僅僅是統(tǒng)計上的誤差筏养。

對于這種差異,沒有普遍接受的解釋常拓〗ト埽可能有人在這些研究中犯了一個難以察覺的錯誤,也可能是人類需要新的物理學(xué)來解釋這些差異弄抬。

還有一種令人興奮的可能性是茎辐,存在一種來自早期宇宙的未知物質(zhì)可能作用與宇宙演化,這被稱為“早期暗能量”,被認(rèn)為存在于宇宙年輕的時候拖陆,它可能改變了宇宙的膨脹速率弛槐。

最近一些科學(xué)家對宇宙微波背景的研究表明,空間的幾何形狀可能是彎曲的慕蔚,而不是簡單的平面的——這與最被接受的大爆炸理論是一致的丐黄。但是擴(kuò)展子重振蕩光譜調(diào)查的研究結(jié)果加劇了這種差異,科學(xué)家通過它得出的結(jié)論是孔飒,空間確實是平的灌闺。

要想解決這些差異,只有一條路可走坏瞄,那就是繪制更大桂对、更詳細(xì)的三維宇宙星圖。最新測繪的宇宙星圖是人類第一次探索宇宙110億年歷史上缺失的空白鸠匀,那么新一代的望遠(yuǎn)鏡將會制作出同一時期的高分辨率宇宙星圖蕉斜。科學(xué)家預(yù)計在未來十年左右的時間里缀棍,可能會解開宇宙膨脹的謎團(tuán)宅此。

但是如今,宇宙膨脹速率值究竟是多少爬范?從表面上看簡單的暗能量存在與否父腕,到底是什么?宇宙空間的到底平坦還是彎曲青瀑? 科學(xué)家仍無法解答璧亮。

宇宙,依舊保持著它的美麗而又神秘樣子斥难。

——全文完——

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