不莱梅大学团队提出Finsler引力理论,在无需暗能量的情况下自然导出宇宙加速膨胀。

宇宙为何在越来越快地膨胀,仍是物理学最大的未解之谜之一。当前的宇宙标准图景建立在爱因斯坦广义相对论和粒子物理标准模型之上。在这个框架内,科学家通常假设存在一种名为"暗能量"的神秘力量来解释空间的加速膨胀。尽管在宇宙学中被广泛使用,暗能量的真正性质和起源始终未知。

不莱梅大学应用空间技术与微重力中心的研究人员与罗马尼亚特兰西瓦尼亚大学的同行合作,提出了一种不同的思路。他们的工作表明,宇宙的膨胀可能至少部分可以通过不引入暗能量来解释。

宇宙学家使用爱因斯坦的广义相对论和弗里德曼方程来描述宇宙随时间如何变化。然而,当这些方程应用于实际天文观测时,它们并不完全吻合。为了匹配望远镜所见,科学家必须手动向方程中添加一个额外的"暗能量项"。这个添加并非从理论本身自然推导出来,长期以来都使这个解决方案显得不够令人满意。

研究团队探索了一种替代方案,被称为Finsler引力。与广义相对论的标准表述不同,Finsler引力使用更宽泛的时空几何描述,可以更精确地描述气体的引力行为。当研究人员将Finsler引力应用于弗里德曼方程时,他们发现了一个惊人的结果。修改后的方程——被称为Finsler-弗里德曼方程——即使在真空中也自然预言了加速膨胀的宇宙。不需要任何额外假设,也不需要手动添加"暗能量"项。

ZARM物理学家Christian Pfeifer表示:"这是一个令人兴奋的迹象,表明我们可能能够至少部分地在广义时空几何的基础上解释宇宙的加速膨胀,而无需暗能量。这种对暗能量问题的新几何视角,为更好地理解宇宙中的自然规律开辟了新的可能。"

原文:https://phys.org/news/2026-06-thermodynamic-approach-gravity-cosmic-dark.html