愛(ài)因斯坦又閃了一下腰
1998年科學(xué)家觀察發(fā)現(xiàn)，有兩顆超新星在爆炸時(shí)發(fā)出的光比預(yù)想的要黯淡許多。科學(xué)家一開(kāi)始以為是射出的光線被星際塵埃遮擋住了，但是進(jìn)一步的觀察否定了這個(gè)解釋。超新星爆炸有可能產(chǎn)生較弱的光芒嗎？超新星的性質(zhì)使這個(gè)猜測(cè)也說(shuō)不通。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，目前對(duì)此現(xiàn)象唯一合理的解釋是，宇宙膨脹的速度正在加快！正是這種加速膨脹，使得距離我們遙遠(yuǎn)的超新星在爆炸時(shí)，發(fā)出的光芒看起來(lái)不是那么璀璨。
什么力量能讓宇宙膨脹的速度加快呢？
原先人們以為，星系之間存在引力的作用，所以宇宙的膨脹應(yīng)該減緩速度。然而新的事實(shí)讓人們意識(shí)到，有一種神秘的力量在暗中和引力做對(duì)。引力想把宇宙“拉”回來(lái)，而神秘的力量卻要把宇宙“撐”出去。人們把這種神秘的力量命名為暗能量。后來(lái)的觀察發(fā)現(xiàn)，宇宙中74%的質(zhì)量都是暗能量，還有22%是暗物質(zhì)，普通的物質(zhì)只占4%。
其實(shí)早在1917年，愛(ài)因斯坦就曾經(jīng)提出，宇宙空間的一定體積內(nèi)都存在一定的能量，并且在整個(gè)宇宙中能量的密度是均勻的，這就是他的宇宙學(xué)常數(shù)模型。它能產(chǎn)生與萬(wàn)有引力相抗衡的負(fù)壓力，推動(dòng)宇宙膨脹。愛(ài)因斯坦的宇宙學(xué)常數(shù)的概念其實(shí)與后人提出的暗能量概念不謀而合，可惜他的理論模型是建立在宇宙是靜止的基礎(chǔ)上的。后來(lái)宇宙膨脹的事實(shí)讓他放棄了這一觀點(diǎn)，并認(rèn)為這是他一生中犯的最大錯(cuò)誤。
可是現(xiàn)在，超新星的觀測(cè)結(jié)果卻讓宇宙學(xué)常數(shù)模型又死灰復(fù)燃了，倘若愛(ài)因斯坦活到今天，恐怕又要后悔一次了。
尋求友軍的協(xié)助
暗能量讓宇宙不斷膨脹下去，可暗能量的真面目又是什么樣的呢？
宇宙學(xué)常數(shù)的理論認(rèn)為，暗能量是宇宙真空中本身所具有的能量。真空中怎么會(huì)有能量呢？這種能量是怎么來(lái)的？對(duì)于這些問(wèn)題，以廣義相對(duì)論為基礎(chǔ)的宇宙學(xué)可就管不著了，因?yàn)橄鄬?duì)論只涉及能量和時(shí)空結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系問(wèn)題。
而在量子場(chǎng)理論里，恰好就有關(guān)于真空中能量問(wèn)題的解釋?zhuān)@就是零點(diǎn)能。物質(zhì)都是由基本的粒子組成的，在通常的狀態(tài)下，這些粒子有的能量高，有的能量低。如果所有粒子都處在能量最低的狀態(tài)，這時(shí)物質(zhì)的能量就叫做零點(diǎn)能。真空中并非空無(wú)一物，它里面也有很多的粒子存在，它們所具有的零點(diǎn)能也叫做真空能。這正好解釋了為什么在“空無(wú)一物”的宇宙里會(huì)有巨大的能量。宇宙學(xué)研究的是最大的宇宙，量子理論研究的是最小的粒子。物理王國(guó)里的這兩支大軍在宇宙學(xué)常數(shù)這個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)上勝利會(huì)師了。
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