渥太華大學物理系有位叫拉金德拉?古普塔的兼職教授,最近在《星系》期刊上發(fā)了篇研究,直接說現(xiàn)代宇宙學的“頂流”概念,暗物質和暗能量,可能根本不存在。
這消息扔出來,跟在天文圈扔了顆小炸彈似的。
畢竟這么多年,咱們都默認暗物質暗能量占了宇宙絕大部分,靠它們闡釋宇宙加速膨脹、星系轉得快這些事兒。
結果現(xiàn)在有人說這倆其實是“幻覺”,是宇宙基本力隨時間變化搞出來的動靜,誰聽了不得先懵一秒?
古普塔這理論的核心其實不復雜,他覺得宇宙里的基本力比如重力,不是一直“鐵板一塊”不變的。
宇宙在膨脹,這些力就跟著慢慢減弱。
這種減弱在不同尺度上表現(xiàn)不一樣,在宇宙大尺度上,看著像有股神秘勁兒推著宇宙越脹越快,以前咱們就把這股勁兒歸為暗能量;
到了星系或者星系團這種小尺度,力的變化又會多出點引力,以前就覺得是暗物質在起作用。
因為以前解釋暗物質和暗能量得用兩套不同的理論,現(xiàn)在古普塔說一套方程就能搞定,不用額外加倆“看不見摸不著”的東西,從“省事”的角度看,確實比傳統(tǒng)模型清爽不少。
這里得提個關鍵的“α參數(shù)”,這是古普塔理論的核心。
本來想把它說得特復雜,后來發(fā)現(xiàn)其實不用繞專業(yè)詞,簡單說就是從“基本力耦合常數(shù)會變”的框架里來的參數(shù)。
在宇宙大尺度上,α參數(shù)能當成常數(shù),靠擬合超新星數(shù)據(jù)就能確定;但到了局部,比如某個星系里,因為物質分布不一樣,α參數(shù)就會變,進而產(chǎn)生額外的引力效應。
而且這效應還挺“懂事”,物質密度高的地方(比如星系中心)它就弱,物質密度低的地方(比如星系外圍)它就強,剛好能對上以前歸給暗物質的那些現(xiàn)象。
星系轉得快不是暗物質的鍋?
早在上世紀70年代,天文學家維拉?魯賓就發(fā)現(xiàn)個怪事:星系外圍的恒星轉得比預想快多了。
按可見物質的引力算,那些恒星早該“甩出去”了,可它們偏偏沒甩出去。
傳統(tǒng)模型沒法解釋,就加了個“暗物質暈”的設定,說星系被暗物質裹著,額外的引力拉住了恒星。
但古普塔不這么認為,他說這額外的引力根本不是暗物質給的,是α參數(shù)變化搞的鬼。
畢竟這么多年,全球科學家花了不少錢找暗物質,中國錦屏地下實驗室的PandaX實驗、美國的LUX-ZEPLIN實驗,還有歐洲的大型強子對撞機,都在找暗物質粒子,可到現(xiàn)在也沒找到確鑿證據(jù)。
反而古普塔這理論,不用找新粒子,就靠現(xiàn)有物理框架里的參數(shù)變化就能解釋,多少有點“柳暗花明”的意思。
更有意思的是,這理論還能解決詹姆斯?韋伯太空望遠鏡(JWST)的觀測難題。
之前JWST拍到了宇宙剛形成沒多久就有的星系,那些星系又大又成熟,按傳統(tǒng)模型的宇宙年齡算,根本沒足夠時間長成那樣,就像剛生下來的寶寶突然長到了成年人的個頭,完全不合常理。
但古普塔的模型能解決這個問題,他說按他的理論算,宇宙年齡差不多能翻倍,這樣星系就有足夠時間慢慢形成、長大。
搞不清為啥以前沒人往“基本力變化影響時間尺度”這方面想,不過科學研究就是這樣,有時候換個角度,以前卡殼的地方就通了。
找暗物質花了百億?
要是古普塔的理論最后被證實是對的,那現(xiàn)在全球正在搞的暗物質搜尋項目,可能就得面臨“方向調(diào)整”的問題了。
畢竟這些項目已經(jīng)投了數(shù)十億美元,要是目標本身就是“幻象”,那這些投入的意義就得重新算。
古普塔自己也說,就算真找到些奇怪的粒子,那粒子的質量也得是普通物質的6倍左右,才能符合以前的觀測,這要求也太嚴了,怕是很難滿足。
如此看來,現(xiàn)在下結論說暗物質不存在還太早。
科學這東西講究證據(jù),古普塔的理論還得闖幾關:首先得能提出可檢驗的預測,比如預測某個星系的旋轉曲線該是什么樣,這樣才能跟觀測數(shù)據(jù)對比;
其次得跟現(xiàn)有的精密數(shù)據(jù)對上,比如宇宙微波背景輻射、重子聲學振蕩這些,普朗克衛(wèi)星都測了那么多精確數(shù)據(jù),理論要是對不上,肯定站不住腳;
最后還得過粒子物理這關,基本力變化會影響粒子運動,實驗室里得能測到這些影響才行,可目前也沒發(fā)現(xiàn)明顯痕跡。
其實古普塔這“基本力會變”的想法也不是全新的,早在上世紀30年代,物理學家狄拉克就猜過引力常數(shù)可能隨時間變,后來也有天文學家觀測到精細結構常數(shù)可能有微小變化。
科學史上,重大理論變革往往都是從質疑舊模型開始的,從牛頓力學到愛因斯坦相對論,哪次不是先有爭議,再慢慢靠證據(jù)站穩(wěn)腳跟?
古普塔這理論現(xiàn)在學界態(tài)度也挺謹慎,沒人說它一定對,但也沒人敢說它一定錯。
毫無疑問,不管最后這理論是對是錯,都給宇宙學研究指了條新路子。
宇宙這么大,咱們知道的還太少,多一種可能,就多一條靠近真相的路。
古普塔說“最簡單的解釋可能是最好的”,或許宇宙真沒那么復雜,那些“神秘”的暗物質暗能量,就是基本力演化玩的小把戲呢?這事兒還得等更多觀測數(shù)據(jù)說話,咱們就慢慢瞧。
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.