宇宙中95%未知物质是什么?“负质量暗流体”的存在或解开谜团
我们最好的理论模型只能解释5%的宇宙。剩下的95%几乎完全由不可见的、未知的物质组成,这些物质被称为暗能量和暗物质。所以即使在可观测的宇宙中有数亿亿颗恒星,它们实际上也是属于宇宙中的少数派。这个事实确实让人尴尬,但是天体物理学家首先对此表示承认。这可能会让人感到惊讶,我们并不真正知道构成我们整个宇宙的究竟是什么。但是不要慌张。牛津大学的一位科学家提出了一种新的理论,该理论可能解开了宇宙中最大的谜团之一。
科学家们长期以来相信宇宙在膨胀,但最终将会减速。当哈勃望远镜出现并开始向外太空观测时,它发现了一些奇怪的东西。宇宙并没有减速,而是在加速膨胀。天体物理学家也无法解释。
科学家们提出了一些理论,它们并不完全相容甚至排斥,但基本上已经确定了这一点:宇宙的95%是由暗物质和暗能量构成的,这两种东西我们看不见,但科学家们推断它们存在,因为它们对我们所能看到的事物产生了影响。
暗物质和暗能量被认为是分开单独的现象,但牛津大学天体物理学家杰米•法恩斯认为,暗物质和暗能量可能在一起作为“负质量的暗流体”存在。这样的流体拥有负引力,不是把物体拉向它们,而是把它们推开。这是一个不同寻常的概念,但并不是一个新概念。
法恩斯的理论发表在科学杂志《天文学和天体物理学》上,用来解释宇宙的一些奇异特性。首先星系自转如此之快,以至于它们应该把自己撕裂,但似乎“暗物质晕”阻止了这种破坏。研究表明,以太阳系绕银河系的速度计算,银河系自转速度是每秒250公里,它是如此之快,幸好人类还好好活着。新的理论认为“负质量的黑暗流体”可能导致这些晕的形成。
不过负物质带来了一个问题,因为它表明暗能量会随着时间的推移变得不那么密集,而观察结果表明事实并非如此,暗能量保持相对恒定。因此,法恩斯运用了“物质创造”理论,即越来越多的物质不断地爆发出来,补充消失的负物质。
他的论文中模型构建使用了一个巧妙的构想阐述:时空是空的,但“表现得就像爆米花,不断出现更多的负质量”。“暗流体”理论就是这样,一个基于计算机模拟和数学的理论。法恩斯自己也警告说,这可能是错误的。无疑科学家保持怀疑的态度很值得称赞。
科学家可以为各种事物写下方程式,但它们是否在物理上实现,我们在真正能够走出去对宇宙进行测试前并不知道。这意味着还有许多工作可以做。
欧洲核子研究中心(CERN)等机构也正在对暗物质暗能量进行研究,可以检验与法恩斯提出的类似负质量的存在。另外还有一个项目,平方公里阵列(Square Kilometre Array),建成后将成为世界上最大的射电望远镜,也可以帮助科学家验证他们的理论,确认关于宇宙组成的终极奥秘。
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