北京
來源：科學(xué)剃刀
一篇在2025年10月1日發(fā)表于《星系》期刊上的新研究，可能會動搖現(xiàn)代宇宙學(xué)的根基。加拿大渥太華大學(xué)的物理學(xué)兼職教授拉金德拉·古普塔提出，我們一直以來深信不疑的暗物質(zhì)和暗能量，可能根本就不是某種真實存在的物質(zhì)或能量，而是一種宇宙級的錯覺。
圖釋：太空中的銀河系風(fēng)景。圖片來源：pexels.com
這個想法聽起來有點顛覆。畢竟，天文學(xué)家們幾十年來都認(rèn)為，宇宙中我們能看到、能摸到的普通物質(zhì)，比如恒星、行星和我們自己，加起來只占了不到5%。剩下的95%都是由神秘的暗物質(zhì)和暗能量構(gòu)成的。可以說，我們對宇宙的理解，就是建立在這個“看不見”的龐大基礎(chǔ)上。
那么，我們當(dāng)初為什么要假設(shè)有暗物質(zhì)和暗能量呢？這得從兩個宇宙級的謎題說起。第一個謎題在星系內(nèi)部。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，星系外圍的恒星轉(zhuǎn)得太快了，快到僅憑星系中所有可見物質(zhì)的引力，根本拉不住它們。按理說，這些恒星早就該像失控的鏈球一樣被甩飛出去。為了解釋這個現(xiàn)象，科學(xué)家們假設(shè)星系被一個巨大的、看不見的物質(zhì)光環(huán)包裹著，它提供了額外的引力。這就是“暗物質(zhì)”。
第二個謎題關(guān)乎整個宇宙的命運。我們知道宇宙在膨脹，但引力應(yīng)該會讓這種膨脹慢慢減速才對?？捎^測結(jié)果恰恰相反，宇宙的膨脹不僅沒有減速，反而在加速。就好像有個神秘的力量在背后猛推，把所有星系都推得越來越遠(yuǎn)?？茖W(xué)家們把這個神秘的推手稱為“暗能量”。
幾十年來，物理學(xué)家們投入了數(shù)十億美元，在地下深處建造了極其精密的探測器，希望能捕捉到一個暗物質(zhì)粒子，但至今一無所獲。暗能量則更加神秘，我們只知道它存在，但對其本質(zhì)一無所知。
古普塔教授的新理論，為這兩個謎題提供了一個統(tǒng)一且完全不同的解釋。他的研究核心觀點是：決定自然界基本力強度的那些“物理常數(shù)”，比如引力常數(shù)，可能并不是永恒不變的。它們會隨著宇宙的演化而緩慢地發(fā)生變化。
根據(jù)古普塔的“協(xié)變耦合常數(shù)”（CCC+TL）模型，隨著宇宙不斷膨脹和老化，這些基本力的強度在整體上會逐漸減弱。在宇宙的宏觀尺度上，這種引力的普遍減弱，其效果看起來就像是有一股排斥力在推動宇宙加速膨脹。這樣一來，“暗能量”就不再是必需品了，它只是引力變?nèi)鹾螽a(chǎn)生的一種表象。
而在星系這樣的小尺度上，情況又有所不同。宇宙并非均勻的，而是“塊狀”的，充滿了星系、星系團和巨大的空洞。古普塔的模型認(rèn)為，在星系內(nèi)部，引力的強度也不是處處相等。在物質(zhì)密集的星系中心和物質(zhì)稀疏的星系外圍，引力的作用方式會略有差異。正是這種差異，產(chǎn)生了額外的引力效應(yīng)，恰好能拉住那些高速旋轉(zhuǎn)的外部恒星。于是，“暗物質(zhì)”光環(huán)這個假設(shè)也變得多余了。
這個新理論最吸引人的地方在于，它用同一個基本思想，同一套方程，同時解釋了宇宙學(xué)和天體物理學(xué)兩個尺度上的難題。而目前的標(biāo)準(zhǔn)模型，需要用暗物質(zhì)和暗能量這兩個完全不同的“補丁”來分別解決問題。在追求簡潔與和諧的物理學(xué)家看來，這無疑是一種巨大的誘惑。
如果這個理論是正確的，它將帶來一系列深遠(yuǎn)的影響。首先，它徹底改變了我們對宇宙年齡的看法。古普塔的模型顯示，宇宙的年齡可能接近270億年，幾乎是目前公認(rèn)的138億年的兩倍。這恰好可以解決一個讓天文學(xué)家頭疼的新問題：詹姆斯·韋伯空間望遠(yuǎn)鏡在早期宇宙中發(fā)現(xiàn)了許多異常巨大和成熟的星系，按照138億年的宇宙歷史，它們根本沒有足夠的時間長成那個樣子。但如果宇宙的時間線被拉長一倍，這些“早熟”星系的形成就變得合情合理了。
其次，這也意味著全球科學(xué)家們花費巨資進行的暗物質(zhì)粒子探測實驗，可能從一開始就走錯了方向。我們苦苦尋找的，或許是一種根本不存在的粒子。
當(dāng)然，這還只是一個理論，它需要經(jīng)過更多觀測數(shù)據(jù)的檢驗和物理學(xué)界的嚴(yán)格審視。但它提供了一個全新的視角，正如古普塔教授所說：“有時候，最簡單的解釋就是最好的。也許宇宙最大的秘密，只是自然規(guī)律本身在演化過程中跟我們開的一個玩笑。”
參考文獻：
Rajendra P. Gupta, Testing CCC+TL Cosmology with Galaxy Rotation Curves, Galaxies (2025). DOI: 10.3390/galaxies13050108
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