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“变色龙理论”可以解释宇宙的形成

2019-7-13@艾米

“变色龙”可以建立一个星系吗?根据新的计算机模型,是的。

这不是一个超现实主义的笑话,而是近期模拟的结果,该模拟旨在解释暗能量(暗能量是一种驱动宇宙中一切的神秘力量)的内在运作。7月8日发表在《自然天文学》杂志上的这项研究结果支撑了一种被称为“变色龙理论”的暗能量模型。

“变色龙理论”可以解释宇宙的形成

暗能量的迹象最早是在20世纪90年代末发现的,当时宇宙学家测量了来自遥远的超新星发出的光,发现恒星比预期的要暗,这表明时空结构不仅在膨胀,而且在膨胀中加速。物理学家提出存在一种与引力相反的力,将物体彼此推开,而不是将它们拉在一起。

大多数研究人员都认同这样一种观点:暗能量就是所谓的宇宙学常数,一种被封闭在空间真空中的能量。这个简单的模型在实际应用中非常有效,它是对宇宙学模型的直接补充,而不必修改引力定律。

问题是,领先的物理学理论预测,真空的能量值应该比宇宙学家从宇宙暗能量的实际测量中观察到的要高出120个数量级。因此,物理学家们找到了其它的解释,包括变色龙理论。

根据《天空与望远镜》杂志的一位解释者的说法,该理论提出了一种新的力,在已知的四种力(万有引力、电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力)的基础上,由一种称为变色龙粒子的粒子介导。变色龙的力将像暗能量一样,将宇宙中的星系驱散开来。但是出现意想不到的第五种力还有其自身的窘境,即为什么我们的仪器从未观察到这样的粒子?

该理论认为,变色龙粒子,如名字所属的爬行动物一样,可以融入周围环境以逃避检测。这些粒子不是改变颜色,而是改变质量。在高密度环境中,如近地环境中,它们的质量很高,因此难以检测到。这就是为什么我们看不到变色龙粒子对我们太阳系的影响,而是仅在非常大的宇宙学尺度上。根据这个理论,总的来说,物质是稀疏的。

为了测试变色龙理论,研究人员进行了强大的计算机模拟,用四种已知的力加上变色龙粒子,旋转虚拟暗物质(一种目前尚不清楚的物质,其质量远远超过宇宙中的可见物质)来创造像太阳系这样的天体结构。但到目前为止,计算机处理能力的限制意味着模型不能包含普通的可见物质,如质子和电子。研究团队使用超级计算机最终将普通粒子与其他粒子结合在一起,产生星系尺度的天体结构。

模拟表明,尽管在[变色龙理论]中引力复杂,但可以形成逼真的星系,如银河系一样。该团队希望进一步的建模能够揭示将这一理论与其他有关暗能量的假设区分开来的方法。

那么,这些想法是否像人们广泛报道的那样,挑战了爱因斯坦的广义相对论?

挑战是一个强有力的词。为了测试广义相对论,有竞争理论相当有用的。这并不意味着广义相对论是错误的,但它确实表明,它不一定是解释引力在宇宙演化中作用的唯一方法。

本文源自 Live Science ,由米粮仓 艾米 基于创作共用协议(CC BY-NC)发布。

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