暗能量正加速宇宙膨胀
华尔街的流行口号“贪婪有益”可能很快被宇宙者所采纳,用以解读暗能量的起源之谜。暗能量这个宇宙中的神秘力量正推动宇宙不断膨胀。上周,在英国剑桥盛大召开的宇宙学盛会上,与会专家围绕某一颇具争议的理论展开激烈辩论。该理论提出了一个全新的观点:引力是由一种假设性的微小粒子——引力子所引发的。这种粒子虽然体积微小,但并非毫无质量。据推测,这种粒子会吸收大量来自宇宙空间的能量,虽然破坏力不强,却会加速宇宙的膨胀。
自天文学家在1990年发现宇宙正在加速膨胀以来,研究者们一直在努力揭开导致这一现象的暗能量的神秘面纱,以及膨胀速度为何如此缓慢的原因。研究者们推测暗能量可能是空间真空中的一种固有存在。粒子物理学预测,类似这样的真空能量确实存在,但其强度之大,竟比天文学家所观测到的要强大10^120倍。如果暗能量的存在真的如此巨大,那么在恒星和星系形成之前,宇宙就会因无法承受其压力而崩溃。
在地月之间往返的火箭实验中,科学家们正在进行一系列令人振奋的尝试。2010年,俄亥俄州克利夫兰西储大学的宇宙学家克劳迪亚·德·拉姆和她的同事们提出了一个惊人的假设:如果大部分暗能量被假设性的“引力子”所吞噬,那么暗能量可能是真空能量的体现。物理学家普遍认为,存在一种基本粒子——引力子,就像其他三种基本自然力(电磁学、弱核力、强核力)由特定的粒子传递一样,这种粒子负责传递重力。
大多数物理学家认为,与光子一样,引力子没有质量,这样才能确保重力遍布整个宇宙。德·拉姆和她的同事们意识到,如果给引力子一个极小的质量,不超过电子伏的十万亿分之一(电子伏是衡量粒子质量的单位),它仍然可以与所有的天文观测结果相吻合。尽管引力子没有质量,但它能够通过吞噬几乎所有的真空能量而获得质量。留下的一部分能量类似于暗能量,正是这一部分能量导致了宇宙的加速膨胀。纽约大学的宇宙学家马克·怀曼指出,当德·拉姆团队提出他们的引力子模型时,立即引起了巨大的反响。这一模型为解开宇宙中最大的谜团提供了新的思路,那就是在不引入新的外来粒子或额外空间维度的情况下,大量引力子可能揭示暗能量的秘密。