域彻底冷却到绝对零度,这样得到的空洞空间仍然会有某种残余的能量,这就是暗能量。所以又有人把暗能量称之为“真空能”,在物理上它表现得更像一个真空。上世纪二三十年代,就有科学家认为真空不空,只是物理的探测仪器探测不到罢了!
暗能量在宇宙中更像是一种背景,就像是空气对于人类,或者是大海对于鱼儿一样,根本让人感觉不到它的存在,但它确确实实的存在着,且起着非同一般的作用。
暗能量登上天文学的舞台是在1998年,当时两个天文学家研究小组对遥远星系中爆炸的超新星进行观测之后,发现它们的亮度比预期的要暗,而这意味着它们的位置要比预期的位置远,也就是说它们正在远离地球。天文学家们认为,造成这种现象的原因是:从几十亿年前的某个时刻开始,宇宙的膨胀速度加快了。
在那以前,天文学家一直以为由于引力的作用,星系彼此施压,宇宙膨胀是逐渐变慢的,最终,宇宙的变化过程会逆转,引力会获胜,而一切又重新收缩回来。但是对超新星的观测结果表明,一股神秘的力量正扮演着引力的反力,导致星系以更快的速度彼此飞离,宇宙终将变成个寒冷、黑暗、没有尽头的世界。
起初,一些研究者质疑这个结果:也许是超新星的光被星云挡住了呢?亦或是超新星本来就比科学家预想的昏暗呢?但是经过仔细验证,这些猜疑全被粉碎,最后剩下惟一的解释就是暗能量。
至此,爱因斯坦、霍金和其他聪明的宇宙学家都错了:宇宙中最有影响的力量不是引力,而是以宇宙常量形式存在的“暗能量”。它可能提供了宇宙四种基本力——引力、电磁力、强力和弱力——之外的一种新的基本力:排斥力。
但是未知的东西仍然还有很多,现在还不清楚,使宇宙膨胀的暗能量是不是现今物理学意义上所描述的能量?或者它只是引力在非常遥远距离的一种不同的表现?它的性质是什么?它的密度有多大?等等。
暗能量连同此前发现的暗物质,给了我们一幅彻底陌生的宇宙图景。很多天文学家都为此心烦意乱,他们不得不适应一个没有预计到的、怪异的新宇宙。
人们曾经以为宇宙中除了可见的星系物质外再也空无一物了,然而,大约在60多年前,宇宙学家通过天文观测和理论研究发现,其实在宇宙中,除了普通物质之外还存在着一种神秘的不可见的“暗物质”。普通物质总是能与光发生相互作用,或者在一定的条件下自身就能发光。也就是说,即使普通物质藏身于最黑暗的角落,只要人们拿上手电筒照上一照,总能发现它们。但“暗物质”恰恰相反,它根本不与光发生作用,更不会发光。因为不发光、与光不发生作用,所以在天文上用光的手段绝对看不到它!不管你是用电磁波、无线电,还是用红外射线、伽马射线、X射线,去照射它都毫无用处。科学家只能通过其他手段来间接推导暗物质的存在,而关于暗物质的具体组成成分更是让人一头雾水。
暗物质的问题还没有搞清,现在,又冒出来一个更玄妙的暗能量,怎能不让天文学家感到突兀和尴尬!
现在科学家业已证实,在我们的宇宙中,普通发光物质只占宇宙总能量的0.4%,其它的普通物质也只占3.7%,而暗物质占了近23%,另外的73%则是占主导的暗能量。暗物质和暗能量这两个当今宇宙学上让人最捉摸不透的东西,却占了宇宙总能量和物质的96%,一起支配着宇宙的命运。这就意味着,宇宙中居然还有96%的成分我们无从知晓!
爱因斯坦甩不掉的错误
从某种意义上讲,暗能量所导致的宇宙排斥力并非是一个全新的想法。爱因斯坦的广义相对论里已包括了反引力的理论,即所谓的宇宙常数。不过就连爱因斯坦自己,以及其后的很多天文学家都仅把它看成了一个和真实宇宙无关的数学发明。在20世纪90年代以前,没有人想过这个常数会在现实中产生巨大影响。
那是1915年,爱因斯坦发表了他的杰作——广义相对论,广义相对论使我们理解了宇宙空间弯曲的含义,彻底革新了我们的宇宙时空观。1917年,爱因斯坦将广义相对论公式应用到整个宇宙,想看看能否获得对宇宙本质的新认识。当时,所有人都相信,宇宙是封闭而静止的——既不膨胀,也不收缩。但爱因斯坦的公式却让他十分惊讶:公式表明宇宙要么在膨胀,要么在收缩,但就是不能保持静止!
面对着如此不符合“常识”的公式,爱因斯坦觉得他唯一的选择就是引进一个附加因素,以使他的理论导出一个静止不变的宇宙。这个附加因素就是宇宙常数,宇宙常数更准确的说法应该是“宇宙常量”,它代表着真空中有一种看不 上一页 [1] [2] [3] [4] [5] 下一页 |