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暗能量可以撕碎宇宙!

 摩羯天塵 2014-01-29
 
 

暗能量主宰宇宙命運:可以把宇宙撕碎


來源:《自然與科技》雜志 

因研究宇宙膨脹和暗能量而獲2011年度諾貝爾物理學(xué)獎的幾位科學(xué)家:布萊恩·施密特(左),亞當(dāng)·里斯(中)和薩爾·玻爾馬特(右)

神秘的暗能量出現(xiàn)在宇宙誕生破曉時分,它可以讓宇宙穩(wěn)定,也可以把宇宙撕碎。

天文學(xué)家布萊恩·施密特靜靜地回憶起那個使他獲得2011年諾貝爾物理學(xué)獎的驚人發(fā)現(xiàn)。那是1977年的某個瞬間,沒有欣喜,只有憂慮。

施密特是堪培拉的澳大利亞國立大學(xué)斯特羅姆勒山天文臺的天體物理學(xué)家,在超新星領(lǐng)域有特殊貢獻。超新星是演化到末期的恒星發(fā)生劇烈爆炸的產(chǎn)物,最亮的時候相當(dāng)于50億個太陽。這些明亮的天體是浩瀚星海中的燈塔,天文學(xué)家通過觀測超新星能夠測量宇宙的尺寸、形態(tài)和質(zhì)量。

施密特的同行們分布在世界各地——歐洲、南美洲、美國等地區(qū),他們的團隊在一天里每個時間段都有值班的科研人員,以確保第一時間分析望遠鏡的數(shù)據(jù)。施密特在東半球需要工作一整天,隨后發(fā)郵件給西半球加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的同事亞當(dāng)·里斯,由他進一步研究這些數(shù)據(jù)。

在一個繁忙的早晨,施密特收到了里斯傳來的一張圖表,涵蓋超新星距離的最新估測——但這些數(shù)據(jù)和他的預(yù)期迥然不同?!拔抑恍钁{借雙眼就能知道發(fā)生了什么?!笔┟芴卣f:“當(dāng)時我腦海中跳出一句話:噢,亞當(dāng)!你做了什么?”

我們應(yīng)該理解施密特的疑慮。他以為可以看見一條從左下方朝右上方傾斜的曲線。而實際上這條曲線是向右下方傾斜的,猶如一條受驚的狗尾巴。施密特因此愁眉不展,隱約感覺天文學(xué)家應(yīng)該重新思考宇宙的運行方式。

當(dāng)時,施密特認為他對宇宙的演化理論已經(jīng)成竹在胸:宇宙始于一個極端微小而充滿能量的奇點——也是大爆炸的點——從此不斷向外擴張,膨脹的空間帶著星系和超新星一起延伸和拓展。這些天體在引力的作用下相互拉扯,就像太陽束縛住地球一樣。據(jù)施密特所知,這樣的物理定律讓疾馳的宇宙逐漸平靜下來;宇宙仍然在膨脹,但引力使膨脹速度變小了。

然而,里斯所得出的結(jié)論卻演繹出另一個故事。超新星同地球的距離比任何人預(yù)期的都更遠,這表明宇宙比天文學(xué)家先前認為的更大,引力的拉扯力似乎被一種更強大的力量征服了。

最佳解釋聽上去好像很荒謬:宇宙在加速膨脹。斯密特對此結(jié)論的評價是“愚蠢”。誰都沒有觀測到能夠讓宇宙加速膨脹的力,因此,他認為這個發(fā)現(xiàn)一定是哪里出錯了。

幾個月后,這個令人不安的觀念仍然存在。更重要的是,另一個由加州勞倫斯伯克利國家實驗室的薩爾·波爾馬特帶領(lǐng)的獨立團隊也得出了相同的結(jié)論。施密特、里斯和波爾馬特對超新星突破性的測量揭示了宇宙加速膨脹的事實,2011年,他們共同獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。

物理學(xué)家為推動宇宙加速的力量安上了一個異想天開式的名字——暗能量,它對抗引力的束縛,將宇宙空間向外推擠。如果暗能量是宇宙疾速膨脹的幕后推手,那么總有一天宇宙自身會在一場“大撕裂”中分崩離析。有關(guān)“反引力效應(yīng)”的謎團正是現(xiàn)代物理學(xué)中的最大的困惑——暗能量來自哪里?它如何推動宇宙膨脹?它是否真的存在?對于這些問題,學(xué)界全都沒有達成共識。

膨脹的證據(jù)

第一個暗示宇宙膨脹的證據(jù)可追溯到幾乎一個世紀(jì)前。在這個證據(jù)出現(xiàn)之前,物理學(xué)家仍然死死握住200多年前艾薩克·牛頓提出的宇宙模型,其中,空間和時間都是永恒穩(wěn)定的,并可用嚴(yán)格的尺規(guī)和時鐘精確測量。根據(jù)牛頓的理論,引力是一種能夠在虛無的空間中穿行的力,這種無形的力量將天體拉扯到了一起。

宇宙的歷史。時間和空間從大爆炸開始,在經(jīng)歷初期的膨脹后,便進入了加速膨脹過程

愛因斯坦在1915年提出的另一個關(guān)于引力的理論——相對論,挑戰(zhàn)了牛頓的宇宙模型。在愛因斯坦的理論框架中,三維的時空交織在一起創(chuàng)造了一個四維的大尺度網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),這成了引力的發(fā)源地。時空在大質(zhì)量天體(如恒星)周圍會發(fā)生扭曲;而更小的天體,比如行星,則嵌入時空,仿佛被一種力量推向更大的宇宙結(jié)構(gòu)。

起初,愛因斯坦想象中的宇宙是球狀且靜止的,不會膨脹也不會收縮。令他吃驚的是,廣義相對論導(dǎo)出的卻是一個不穩(wěn)定的宇宙:一個微小的變化就能打破輻射(如光)和物質(zhì)之間的平衡,使宇宙向外膨脹或向內(nèi)收縮。愛因斯坦為了堅持它的靜止宇宙模型,便引入了一個穩(wěn)定的參數(shù),稱為“宇宙常數(shù)”——它能抵消宇宙隨引力收縮的趨勢。宇宙常數(shù)只不過是一個為了使宇宙保持靜止而捏造出來的參數(shù)。

但靜止宇宙模型是錯誤的。

直到1930年,美國天文學(xué)家維斯托·梅爾文·斯里弗和埃德溫·哈勃測量了遙遠星系的運動,說服了所有人——包括愛因斯坦——不論如何,宇宙在膨脹。斯里弗和哈勃為人類開啟了一扇嶄新的宇宙之窗,迄今為止,天文學(xué)家仍舊通過這扇天窗觀測宇宙的過去和現(xiàn)在。

斯里弗和哈勃的結(jié)論基于多普勒效應(yīng),就是使鳴笛的汽車在接近和遠離我們時音調(diào)發(fā)生變化的效應(yīng)。聲音和光都由波組成,你聽見的聲音和你看見的顏色取決于它們的波長,即兩個連續(xù)波峰之間的距離。

19世紀(jì)的奧地利物理學(xué)家克里斯琴·多普勒發(fā)現(xiàn),當(dāng)你所觀測的波源相對于你處于運動狀態(tài),它的波長就會發(fā)生變化。離你遠去的波源發(fā)出的波會延長到達你處的時間,因而降低聲波的音高,或?qū)⒐獾念伾蚋L波長的光譜移動,即紅移;向你靠近的波源發(fā)出的波則會被擠壓,因而提升聲波的音高,或使光發(fā)生藍移。

1912年,斯里弗發(fā)現(xiàn)所有他能觀測到的星系的光都比預(yù)期的更“紅”,表明光波被拉伸了。紅移意味著這些星系都朝遠離地球的方向移動,而紅移的大小則揭示它們的退行速度。

我們很難測量出星系的距離,施密特補充道,“因為你不可能放把尺子在星系和地球之間。”哈勃的推算基于每個星系中擁有相同光度的明亮恒星,它們就像相同瓦數(shù)的燈泡一般,越暗淡,距離越遠。

這是一個非常粗糙的假設(shè),因為不是所有恒星都具有相同的亮度,但這個假設(shè)基本成立。哈勃發(fā)現(xiàn)遙遠星系發(fā)出的光越“紅”,星系退行的速度就越快。1929年,他將宇宙膨脹的證據(jù)公之于眾。

“用氣球做比喻更容易理解,氣球上事先畫好的點就相當(dāng)于宇宙中的星系。”施密特解釋:“把氣球吹起來,氣球上的點開始相互遠離——它們離得越遠,相互退行的速度就越快。”哈勃的發(fā)現(xiàn)同這樣的宇宙模型相契合:宇宙誕生初期非常緊湊,如今就好比一個不斷膨脹的氣球。

宇宙中的燭光

作為世界上最古老的科學(xué)研究院——倫敦皇家協(xié)會的成員,施密特看上去非常年輕,幾乎可以用“無邪”來形容。他的頭發(fā)是金色的,眼睛是藍色的,臉頰非常飽滿。這和多數(shù)科學(xué)家在經(jīng)歷歲月洗禮、建立學(xué)術(shù)威望的職業(yè)盡頭才獲諾貝爾獎形成了鮮明對比。施密特只有46歲,里斯則更加年輕,波爾馬特年齡稍微大些。

施密特在高中階段開始著迷于夜空,那時他隨父母搬往美國阿拉斯加定居。用他自己的話說,那里“夏季天空從來不會變得黑暗,冬季則比地獄還寒冷”,因此是一個適合天文觀測的地方。當(dāng)電離粒子撞擊地球大氣,阿拉斯加上空還會出現(xiàn)絢爛的北極光,這是高緯地區(qū)特有的景象。

施密特的想象力從那時開始爆發(fā),他把觀星和另一個愛好——電腦——結(jié)合起來。1981年,一位生物學(xué)家買來了第一臺IBM的個人計算機,14歲的施密特把兩年的時間花在電腦上,計算出日食發(fā)生的日期。

幾年之后,施密特成為了圖森市亞利桑那大學(xué)的學(xué)生,他在計算機編碼方面的特長也派上了更大的用場。他用自己編寫的軟件篩選望遠鏡觀測到的亮點來辨認超新星——那些比普通恒星更明亮、發(fā)光時間通常只有幾星期的亮點。

當(dāng)時,天文學(xué)家仍然想要找到宇宙減速膨脹的證據(jù),而施密特尋找超新星的研究計劃則是關(guān)鍵。由于哈勃關(guān)于每顆恒星都具有相同的亮度的猜測并不完全正確,天文學(xué)家建立宇宙膨脹模型就需要更多可靠的宇宙之燭——那些不論離地球多遠都能夠以相同亮度燃燒的天體。

科學(xué)家把目光投向一類由死亡恒星演變而成的超新星——它們的質(zhì)量和我們的太陽大致相同。在它們整個生命階段,它們依靠燃燒氫和氦來取得能量,以抵抗自身引力而不向內(nèi)坍縮。這些燃料一旦消耗殆盡,殘余物質(zhì)就會向中央?yún)^(qū)域坍縮,恒星最終變成了白矮星。

白矮星這種大質(zhì)量天體非常致密,一茶匙物質(zhì)就有好幾噸重,它們強大的引力能吸食鄰近恒星外圍的物質(zhì),占為己有。當(dāng)白矮星的質(zhì)量達到了臨界值,即1.38倍太陽質(zhì)量,它就會像一個巨大的熱核炸彈一樣發(fā)生劇烈爆炸。

這類超新星被稱為1a型超新星,它們達到質(zhì)量臨界值時就會被引爆,爆炸的亮度非常相似,是天文學(xué)家觀測宇宙的指路明燈。只需測量這類超新星爆發(fā)時的亮度,就能估算它們和地球相距多遠。我們知道,光波在膨脹的空間中會被拉伸,所以天文學(xué)家根據(jù)紅移便能直接丈量宇宙的膨脹。

1989年,施密特在哈佛大學(xué)攻讀博士期間,便根據(jù)超新星的距離計算出了宇宙膨脹的即時速度。在此期間,里斯是低他三個年級的師弟,由同一導(dǎo)師羅伯特·科什納指導(dǎo)。

里斯同樣是在小時候就深深愛上了科學(xué)。他渴望親自做充滿危險的實驗,這令他父母非常擔(dān)心。六歲時,里斯把蚯蚓切成兩段,并觀察它們是否還能繼續(xù)爬動(蚯蚓真的沒有停止扭動)。不久之后,里斯又對電產(chǎn)生了好奇,他在兩個家用插座接口之間插了一條金屬片。“我把家里的電路弄壞了,不過我從中學(xué)到了什么是短路?!崩锼勾笮Φ?。

利用1a型超新星探測宇宙膨脹的想法在施密特和里斯相遇后愈發(fā)強烈,他倆也因此迅速同波爾馬特成為競爭對手。波爾馬特當(dāng)時已經(jīng)確認了7顆1a型超新星,它們的距離都比先前科學(xué)家看到的遠10倍。由于遙遠天體的光到達地球需要時間,你的目光越深入蒼穹,展現(xiàn)在你眼前的宇宙歷史就越豐富。

為這些遙遠的超新星精確定位,有助于揭示宇宙在過去膨脹得有多快。波爾馬特說:“如果宇宙曾快速膨脹,遙遠超新星的紅移就會比鄰近的超新星更顯著。另一方面,如果宇宙在以較慢的速率膨脹,遙遠超新星的紅移則不會那么明顯?!蓖ㄟ^比較遙遠和鄰近的“恒星尸體”的紅移,還可能測得宇宙膨脹的速率是否曾發(fā)生改變?!斑@是一種很直接的測量方法,而其他人居然都沒用過,當(dāng)時我就震驚了?!辈栺R特回憶道。

刀口上的宇宙

波爾馬特強烈渴望找尋宇宙最終命運的真相。幾十年前,宇宙學(xué)家凝視著愛因斯坦的方程式,推導(dǎo)出宇宙命運的三種可能性——這取決于宇宙中星系、恒星的數(shù)量。如果宇宙中物質(zhì)的密度足夠大,宇宙就不僅僅會減慢膨脹速度,而且會在引力作用下收縮成一個極小的點——這就是“大坍縮”。

而如果宇宙所包含的物質(zhì)數(shù)量在臨界值之下,則膨脹雖然會減少,但永遠不會停止;如果膨脹非常劇烈,或加速膨脹,宇宙則會終結(jié)于“大撕裂”。第三種可能的情況是物質(zhì)正好處于臨界值(這個值好比一個尖尖的刀口),宇宙將永久保持穩(wěn)定狀態(tài)。

正是這些深奧的哲學(xué)問題引領(lǐng)波爾馬特踏入了天文學(xué)的門檻?!霸谖倚r候,我總想讀懂宇宙?!彼f,“宇宙會在時間和空間中永遠存在下去嗎?它會有終點嗎?這可能是每個小學(xué)生都會問的問題?!彼f,根據(jù)宇宙膨脹的歷史,我們能從實驗中推測未來,因此,這個問題是可能獲得答案的。

首位嘗試解決這個問題的宇宙學(xué)家,是麻省理工學(xué)院的阿蘭·古斯和當(dāng)時在莫斯科列別捷夫物理研究所工作的安德烈·林德。他們各自獨立得出相同的推論:宇宙恰好在刀口——臨界密度處于平衡。

宇宙學(xué)家發(fā)現(xiàn)無論把望遠鏡對準(zhǔn)哪里,無論看得多遠,宇宙看上去總是相似的——這是他們尤為關(guān)注的,也是一直在努力解釋的疑惑。這個謎團是在天文學(xué)家測量宇宙微波背景輻射(宇宙大爆炸后殘留的輻射)之后躍入眼簾的。在整個天空中,微波背景輻射的溫度僅存在非常微小的差異。

兩個方向相反的點限制了我們能觀測到的范圍——北面140億光年的地方和南面140億光年的地方。在這兩端之間,微波背景輻射溫度僅相差萬分之一。問題來了,相隔280億光年遠的兩個區(qū)域何以擁有相同的溫度?

古斯和林德的答案很優(yōu)雅:我們的宇宙曾經(jīng)歷一段暴漲時期,即在宇宙大爆炸后的10-30秒,處于嬰兒階段的宇宙擴張速度超越了光速。如果真是這樣,這兩個端點在暴漲之前一定挨得很近,有足夠的時間在熱傳遞中保持一致的溫度。接著,暴漲撕裂了所有溫度大致相同的點,把它們擲向相反的兩端——這就解釋了為什么宇宙在每個方向都如此相似。

重要的是,數(shù)學(xué)推導(dǎo)表明宇宙中被“熨平”的溫度同樣會導(dǎo)致宇宙處于臨界密度,即微妙地保持在繼續(xù)膨脹和向內(nèi)坍縮之間的平衡狀態(tài)。但至今為止,天文學(xué)家所發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)僅占臨界密度的30%,這意味著還有70%的宇宙在和我們躲貓貓。

里斯很想找到這個問題的答案。

尋找暗物質(zhì)

對天文學(xué)家來說,未能在可見的宇宙中觀測到那70%的物質(zhì)似乎是個巨大的疏漏。天文學(xué)家明白,望遠鏡不可能捕捉到潛伏在宇宙中的一切。當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)大量星系外圍物質(zhì)的旋轉(zhuǎn)速度都快得不可想象時,才意識到宇宙中多數(shù)物質(zhì)都是不可見的。

星系外圍的恒星似乎被更強大的引力拖拽著,而這個更強大的力,比根據(jù)可見的恒星數(shù)量計算出來的引力還要大。最可信的解釋是星系中也包含著我們無法用傳統(tǒng)方式觀測到的“暗物質(zhì)”,它們對外圍恒星也施加了引力。

里斯想知道宇宙中是否存在足夠多的暗物質(zhì)來填補那70%的不可見的質(zhì)量。他認為這可根據(jù)宇宙膨脹速度減緩的幅度來證明。如果宇宙膨脹速度顯著變慢,則可認為宇宙中存在著未觀測到的引力,它阻礙了宇宙擴張,而大量的暗物質(zhì)便是罪魁禍?zhǔn)住0滴镔|(zhì)的多少是支配宇宙繼續(xù)膨脹或反向坍縮的原因。

兩組科學(xué)家通過長期的望遠鏡觀測和數(shù)據(jù)分析,競相測量宇宙膨脹的速度。在1977年初,波爾馬特找到了從未預(yù)料到的第一個證據(jù)。他通過觀測超新星的亮度,發(fā)現(xiàn)在紅移給定的條件下,這些超新星比人們預(yù)測的更遙遠。如果這是事實,則能推導(dǎo)出一個令人震驚的結(jié)論:宇宙并不像過去認為的那樣在減速膨脹,而是膨脹得越來越快。波爾馬特在發(fā)布這個結(jié)論之前需要不斷檢驗它的正確性。

里斯則創(chuàng)造了一套測量宇宙密度的計算機程序,并得到了相同的怪異結(jié)論。結(jié)論并非指向一個由30%的物質(zhì)組成的宇宙(即他所期望的永久膨脹情形所需要的條件),而是-30%——仿佛是對他的譏諷。這個數(shù)值與任何情況都不相符,也不具有物理意義。

一開始,里斯以為他的程序出了故障。最終他意識到這個情況是可以解釋的——直到現(xiàn)在都沒有被完全認定的解釋:也許暗物質(zhì)并不是支配宇宙命運的唯一“成員”。也許還有其他什么正潛伏在廣袤的宇宙中。

就是這封郵件

又回到了本文開頭提到的那張圖。

這張圖正是里斯得到結(jié)論后,通過郵件發(fā)送給澳大利亞的施密特的。里斯斬釘截鐵地告訴施密特這張圖中蘊含的信息:宇宙在膨脹,且膨脹速度隨時間推移越來越快。里斯和施密特懷揣著這個怪誕的結(jié)論,仿佛在航行中觸碰到了暗礁一樣。他們不得不嚴(yán)格地驗證這個結(jié)論。

對里斯來說,那段時間真是什么事情都湊到一塊兒了。在那幾周里,里斯正準(zhǔn)備婚禮,而所有的婚禮籌備工作都是他的未婚妻做的,里斯則一直宅在自己的實驗室里。“圣誕假期來臨,可我仍舊苦逼地埋頭實驗室?!崩锼剐Φ?。

直到1998年1月初,施密特和里斯才肯定了這個結(jié)論,他們把結(jié)論告知了整個研究團隊。里斯終于有了結(jié)婚和度蜜月的機會。

是時候向全世界公布這個結(jié)論了。同樣是1月份,波爾馬特的團隊在美國天文協(xié)會的一次會議上宣布了宇宙加速膨脹的數(shù)據(jù),施密特的同事立即意識到這些數(shù)據(jù)和他們的結(jié)論是一致的。宇宙擴張的速度比之前任何人所想象的都要快,而這種驅(qū)使宇宙膨脹的未知力量是當(dāng)時任何物理理論都無法解釋的。

物理學(xué)家為了描述驅(qū)使宇宙膨脹的力量,創(chuàng)造了“暗能量”這個術(shù)語。但實際上,這個“高大上”的詞匯反而突出了物理學(xué)家在這方面的無力——這種力量到底是什么?它從哪里來?它又是如何讓宇宙膨脹的?

2000年,毫米波河外星系和地球物理學(xué)氣球巡天計劃(BOOMERanG Experiment)和毫米波各向異性實驗成像陣列(MAXIMA)對大爆炸以來宇宙微波背景輻射的觀測已經(jīng)超越了合理的懷疑。觀測表明,這些“宇宙妊娠紋”是宇宙加速膨脹的有力證據(jù)。

過去十年的天文觀測強化了物質(zhì)(包括可見物質(zhì)和暗物質(zhì))占宇宙30%的證據(jù)。里斯追蹤到了70億年前爆發(fā)的超新星,發(fā)現(xiàn)早期宇宙膨脹速度減緩是因為物質(zhì)間的引力蓋過了暗能量向外推擠的力量。

隨著宇宙的膨脹,物質(zhì)逐漸在空間中鋪展開來,引力拖拽效應(yīng)變?nèi)趿?;?0億年前,引力和暗能量相互平衡,使宇宙在一段時間內(nèi)以一個穩(wěn)定的速率膨脹,既不加速也不減速。在這之后,不斷擴張的宇宙中不再產(chǎn)生新的物質(zhì),原本存在的物質(zhì)被進一步“稀釋”。如此一來,宇宙中物質(zhì)的密度穩(wěn)中有降,導(dǎo)致宇宙膨脹的速度加快了。

暗能量的起源

盡管暗能量的理論得到了發(fā)展,但物理學(xué)家對于暗物質(zhì)起源的探尋仍然處于“黑暗時期”。在宇宙學(xué)家的一個模型中,暗能量是從在亞原子領(lǐng)域占支配地位的量子物理模糊定律中誕生的。量子力學(xué)看似離奇,因為在你觀測某個粒子之前,粒子沒有任何確定的屬性;相反,同一個粒子可同時在不同位置存在。

這種與生俱來的善變性,意味著你永遠無法確定某個粒子是否在那里,即使在所謂的真空中也存在著進進出出的粒子,它們轉(zhuǎn)瞬即逝。這些“虛空”粒子如攪拌中的泡沫,為宇宙空間增添了能量,盡管迄今為止按照量子物理所推算出的暗能量比我們實際觀測到的更多。

量子效應(yīng)能創(chuàng)造暗能量嗎?某種類似愛因斯坦宇宙常數(shù)的恒量是否能預(yù)測所有這樣的現(xiàn)象?“正因為如此,宇宙學(xué)家開始努力尋找某種能夠解釋暗能量的常數(shù),它和宇宙常數(shù)相似,但不是宇宙常數(shù)?!笔┟芴卣f。

另一個模型是精質(zhì)(quintessence)模型,描述的是早期宇宙中普遍存在一片隱匿的區(qū)域,之后在離我們較近的一段時間內(nèi)驅(qū)動宇宙膨脹。精質(zhì)模型和量子力學(xué)模型相互沖突,因為在精質(zhì)模型中,暗能量的強度會因宇宙常數(shù)恒定不變而發(fā)生變化。

精質(zhì)只是宇宙常數(shù)的一個可能的替代物。還有另一種說法——我們的宇宙位于一個巨大的黑洞內(nèi)部,由超致密恒星在發(fā)生超新星爆發(fā)后留下的殘骸形成。宇宙學(xué)家斯蒂芬·亞歷山大的計算表明,中微子的亞原子微粒如果被引力擠壓到一起,即可形成一個宇宙尺度的“超流體”,產(chǎn)生反引力效應(yīng),這正好符合暗能量的強度。

把中微子擠壓成超流體,需要超致密天體內(nèi)部產(chǎn)生的巨大壓力,也就是說,在這個模型中,我們的宇宙必須包含在像黑洞這樣的天體里?!斑@聽上去很瘋狂,但我認為這是起碼應(yīng)該具備的條件?!眮啔v山大說。

不斷突破的視野

面對這些理論和諸多競爭對手,里斯陷入了困惑?!霸谶^去二十年間,絕望無時無刻不纏繞著我們。這是可以理解的,畢竟擺在我們面前的是一個艱巨的任務(wù)?!辈栺R特補充道:“過去12年間,平均每天都會出現(xiàn)大約1篇有關(guān)暗能量的論文?!?/STRONG>

里斯不想做領(lǐng)跑者,只是打算以公正的心態(tài)搜尋證據(jù)?!拔揖秃帽纫晃话羟虿门校黄灰?,發(fā)現(xiàn)犯規(guī)者立即鳴哨。”里斯說。

大量的實驗除了為暗物質(zhì)起源提供了許多解釋,也回答了1994年將波爾馬特、施密特和里斯深深吸引的謎團:宇宙最終會有什么樣的命運?

如果暗能量以目前的形態(tài)持續(xù)下去,理論的某些版本則表明它會使宇宙經(jīng)歷大撕裂——恒星、行星及所有原子都分崩離析。如果暗能量減弱或朝反方向發(fā)展,它將不與引力對抗,而是同引力“結(jié)盟”,讓宇宙在大坍縮中終結(jié)——我們所在的宇宙將收縮成一個無限小的點——仿佛又回到最初的狀態(tài)?,F(xiàn)在看來,后一種情況發(fā)生的可能性似乎比較小。

旨在研究暗能量的歐洲空間局(ESA)“歐幾里得”任務(wù),可能在未來給出更多答案。執(zhí)行該任務(wù)的太空望遠鏡將于2020年發(fā)射并繞行地球。從現(xiàn)在開始的8~10年內(nèi),“歐幾里得”任務(wù)即將開始為科學(xué)家提供數(shù)據(jù),但波爾馬特認為這些數(shù)據(jù)或許并不能為我們所期望的答案提供支持。他說:“如果經(jīng)驗可以告訴你一切,那這些經(jīng)驗也會帶來完全超乎你想象的東西?!?/STRONG>

施密特指出,自17世紀(jì)牛頓提出引力理論之后,我們經(jīng)歷了漫長的等待,終于,愛因斯坦的廣義相對論誕生了?!盀榱私忉層钪娉?shù)存在的原因,我們需要另一個愛因斯坦——而我們只是不知道這樣的真知灼見何時才會出現(xiàn)。”他說,“也許明天,也許還要再等150年。” 

 
 
 

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