天文
暗能量之谜：宇宙加速膨胀背后的双胞胎宇宙
我们的宇宙正在以越来越快的速度膨胀，这背后的原因让科学家们困惑不已。
也许是引力在宇宙尺度上表现异常，或者可能是纯粹的虚空产生了一种我们尚无法解释的负压。
目前，暗能量充当了对这种神秘膨胀力量的描述，吸引了各种猜测：这个银河系间幽灵般的力量到底是什么样子？
印度理工学院的博士生Naman Kumar有一些看法，并在最近发表的两篇论文中提出了这些观点。他的一个提议源于这样的假设：我们的宇宙并不像看起来那么孤单。
如果把时间倒回到足够久远的过去，我们最终会到达一个时刻，所有的物质都被困在一个炙热而密集的亚原子粒子团中，充满了无限可能。
而在这之前呢？量子物理可能会有一些解释。要填补这些空白，我们需要一个新理论，将广义相对论的空间延展与量子力学的离散性无缝融合，或者以更激进的新理论取而代之。
Kumar的模型从物质生成的量子现象开始。在特定条件下，虚拟粒子有相当大的机会以纠缠的形式冒出存在——一小块物质和一个反物质双胞胎。
这可能是一个正电子和一个电子，或一个粲夸克和一个反粲夸克。
又或者，可能是一个宇宙和一个反宇宙。
这种提议并非没有先例。多元宇宙理论常被用来填补使我们的宇宙看起来非常适合我们存在的那些空白。
几年前，加拿大外周理论物理研究所的物理学家Latham Boyle、Kieran Finn和Neil Turok提出了一个类似的建议。
Boyle、Finn和Turok认为，我们的宇宙看起来和行为如此平滑，不是因为它经历了一个快速的早期膨胀阶段，而是因为它从一开始就拥有一个逆时间而行的双胞胎，除了其镜像粒子和反转的电荷外，其他方面都与我们的宇宙相同。
Kumar的版本是量子信息理论中的相对熵概念的一个结果。简单地说，这是一种度量，用于给出在非对称系统中概率分布的差异打分，比如在某个时间点上相互连接的两个宇宙。
如果我们的宇宙在诞生时伴随着一个反向运行、反转电荷的镜像“孪生宇宙”，并且其能量条件受广义相对论的约束与我们的宇宙相同，那么它们会纠缠在一起，使得每个系统的能量自然描述为一个快速扩展的半径。
问题解决了，不再需要暗能量。
Kumar并不满足于仅提出一种理论。他最近又发表了第二个建议，涉及假设的维度边界——称为膜(branes)。通过改变这些高维现实边界的张力，Kumar展示了时空如何能够以更快的速度扩展。
引入额外维度和镜像宇宙来解释宇宙的扩张，可能看起来有些牵强，但我们或许已经到达了这样一个阶段：在宇宙学中，我们需要考虑那些稍微挑战我们想象力的概念了。
即便是最离奇的提议也可能暗示观察结果，证明在广义相对论和量子物理学的交汇处确实存在着粒子和力量，或者揭示出以前无法触及的现实新层面。
“在研究了暗物质和暗能量的问题之后，我可以说，要么我们接受广义相对论是正确的，并且我们生活在一个充满这些难以捉摸且奇特的暗物质粒子和暗能量的黑暗宇宙中；要么我们接受我们生活在一个更高维度的多元宇宙中，”Kumar在ScienceX对话中解释道。
本文译自 ScienceAlert，由 BALI 编辑发布。