暗能量是一种神秘的现象,它的作用与引力相反,是加速宇宙膨胀的原因。尽管暗能量构成了宇宙质量能量的四分之三,但几十年来它的基本性质一直让物理学家们摸不着头脑。暗能量与暗物质没有真正的联系,除了共享暗字之外,这只是意味着科学家并不真正知道这些东西是什么。
2023年,科学家们说,他们检测到的证据表明,暗能量可以用黑洞内储存的一种能量来解释。如果是真的,这一发现将意味着我们目前的宇宙模型将不会有超越爱因斯坦引力概念的新力量或场来解释暗能量。然而,在物理学家广泛接受对暗能量的解释之前,后续的研究结果将需要证实这一发现。
谁发现了暗能量? 。
据哈勃太空望远镜网站报道,对宇宙正在膨胀的认识可以追溯到美国天文学家埃德温-哈勃,他在1929年注意到,一个星系离地球越远,它离我们越快。这并不意味着我们的星球是宇宙的中心,而是意味着空间中的一切都在以恒定的速度远离其他事物 。
在哈勃的启示近60年后,科学家们取得了另一个惊人的发现。长期以来,研究人员一直试图通过观察远处恒星的光线来精确测量宇宙距离。在20世纪90年代末,在研究了遥远的超新星之后,两个独立的团队发现,恒星爆炸的光线比预期的要暗淡。这表明宇宙不仅在膨胀,而且还在加速膨胀 。
这一发现让物理学家们从那时起就开始挠头,也为其发现者赢得了2011年的诺贝尔物理学奖。
暗能量有什么作用?
尽管研究人员并不完全了解暗能量,但他们已经利用对该现象的了解构建了宇宙模型,解释了从大爆炸到现代大尺度星系结构的一切。其中一些模型预测,暗能量将撕裂数十亿年后存在的一切。
对暗能量的领先解释表明,它是时空结构中固有的一种被压抑的能量。"英国杜伦大学的数学物理学家Baojiu Li此前告诉《生活科学》,"这个简单的模型在实践中非常好用,它是对宇宙学模型的直接补充,而不必修改引力定律。但这个想法伴随着一个主要问题:物理学家预测真空的能量值应该比宇宙学家在测量中观察到的要高120个数量级,李说 。
2023年2月,科学家利用来自古老和休眠黑洞的测量结果表明,这些宇宙巨兽的增长速度比预测的快。这些发现表明黑洞含有一种时空结构中固有的真空能量,可以解释宇宙的膨胀,所有这些都在爱因斯坦相对论的框架内。如果这一发现成立,这将意味着不需要新的物理学来解释暗能量。他们在《天体物理学杂志》和《天体物理学杂志通讯》的两篇论文中发表了他们的发现。
另一种观点认为,暗能量是一种额外的基本力,加入了已经知道的四种力(引力、电磁力、强核力和弱核力)。但是这种猜想并不能解释为什么人类在日常生活中没有注意到这种额外的力量。因此,理论家们也建立了创造性的模型,表明这种神秘的力量以某种方式被隐藏起来。
暗能量的测量值目前是物理学中敌对派别之间激烈争论的主题。一些研究人员利用宇宙微波背景--大爆炸的暗淡回声--来测量暗能量的力量,并得出一个估计值。
但是其他天文学家利用遥远的宇宙物体的光来测量暗能量的强度,却得出了一个不同的数值,而且还没有人能够解释这种差异。一些专家建议,暗能量的力量随时间变化,尽管这一想法的支持者还没有说服大多数同行相信这一解释。
额外的资源。
- 从澳大利亚斯威本大学了解更多关于暗能量的信息。
- 以下是 NASA Science 对暗能量和暗物质的定义。
- 观看费米实验室的“大谜团:暗能量”。