@ 2017.02.24 , 19:14

暗流体:暗物质与暗能量或许只是同一枚硬币的两面

# 感谢 ChaosFalls 童鞋投递译稿。
# ChaosFalls:看到一篇关于暗物质的暗能量的文章,其中观点与以往的有所不同。

太长不看:天文学家相信,把两种物质解释清楚,宇宙模型的“黑暗面”就简化了。在宇宙构成中,已知的物质只占总量的4%,其余的96%在传统上被分成两部分:暗物质和暗能量。但一位天文物理学家说:“暗物质与暗能量或许只是同一枚硬币的两面。”


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图:梅西尔81星系的壮观悬臂。天文学家相信宇宙和星系间是由大量不可见物质的引力作用束缚住的,通常称为暗物质。

圣安德鲁大学(University of St Andrews)的天文学家认为把两种物质解释清楚,宇宙模型的“黑暗面”就简化了。

该学校天文物理学院的赵红胜博士(Dr HongSheng Zhao)说,暗物质和暗能量这对概念之间的联系,比人们以前认为的更加紧密。

宇宙中已知的物质只占总量的4%,其余的96%在传统上被分成两部分:暗物质和暗能量。

作为英国天体物理学家和英国科学技术设施理事会的高级研究员,赵红胜博士指出:“暗物质与暗能量或许只是同一枚硬币的两面。”

未来,随着天文学家了解更多关于暗能量的微妙效应,我们同时也能揭开暗物质的迷雾。

暗物质首先由瑞士天文学家兹威基(Fritz Zwicky)于1933年观察到,现在天文学家普遍认为宇宙和星系间是由大量不可见物质(即暗物质)的引力作用束缚住的。

赵博士指出:“如果我们承认暗物质和暗能量有相同的渊源,那么在早在60年前暗能量就已经以暗物质的名字显示过自身的存在了。”

在赵博士的模型中,暗物质和暗能量只是同一物质的不同表现形式,他称之为“暗流体(dark fluid)”。在星系尺度上,暗流体表现为物质;在整个宇宙尺度上,则表现为能量。重要的是,不同于其他类似研究,赵博士的模型将精确计算出暗能量和暗物质的比例为3:1,和其他宇宙学家预测相一致。

当前已经有很多实验着手寻找质量如此巨大的暗物质粒子。欧洲核子研究委员会(CERN)的大型强子对撞机(LHC,位于日内瓦)是众多的粒子加速器之一,或许能探测出暗物质粒子。

但是根据赵博士的说法,这些努力可能会付出东流。他说:“在宇宙简化模型中,暗物质能量层次是如此之低,LHC无法探测到。”

“目前暗物质粒子的研究都集中在高能粒子上。然而,如果暗物质是暗能量的成对现象,LHC这样的设备是探测不到的,但是天文学家在星系中却可以一遍遍观测到。”

然而,宇宙中可能根本就没有暗物质粒子。有一种阐述认为这些“暗成分”是引力法则的修正而不是粒子或能量,赵博士的研究与之一致。

赵博士总结道:“不管暗物质和暗能量到底是什么,这两种现象之间可能都不是孤立的。”

背景
1687年,牛顿首先发现了万有引力法则;1916年,爱因斯坦用广义相对论将其改善,指出引力的速度就是光速。但是,爱因斯坦从没确定过是否要在其方程中加入一个宇宙常量,这就是目前统称的暗能量。

后来天文学家们追随着兹威基的脚步,又发现了爱因斯坦的方程中还应该加入其它项,它们以不发光物质的形式出现,统称为暗物质。目前除了轻中微子,暗物质和暗能量从未以实验的形式被证实过。

赵博士和合作者的研究于2007年12月发表于《天体物理杂志通讯》和《物理评论》上。

本文译自 ScienceDaily,由译者 投稿 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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