美国哈佛大学物理学家库姆伦__瓦法最新研究表明,宇宙暗能量数值并非处于恒定状态。

美国哈佛大学(xue)物理学(xue)家库姆伦__瓦法(fa)最新研究表(biao)明,宇宙暗能(neng)量(liang)数(shu)值并(bing)非处于恒(heng)定状态。

  新(xin)浪科(ke)技讯  北京(jing)时间11月(yue)4日消息(xi),据国外媒体报道,美国哈佛大学(xue)物理(li)学(xue)家库姆伦·瓦(wa)法(fa)(fa)(Cumrun Vafa)是弦理(li)论最坚定(ding)的(de)(de)支持者之一。但是今年夏天,其他(ta)弦理(li)论学(xue)家对瓦(wa)法(fa)(fa)的(de)(de)最新(xin)猜测半信(xin)半疑,这可能(neng)使他(ta)们(men)对长达10年的(de)(de)一项假设理(li)论——即暗能(neng)量(liang)是恒定(ding)的(de)(de),认为是无(wu)效(xiao)的(de)(de),瓦(wa)法(fa)(fa)的(de)(de)最新(xin)研(yan)究表(biao)明,宇宙(zhou)暗能(neng)量(liang)数值(zhi)发(fa)生了变化,并非处于恒定(ding)状态。

  一(yi)个(ge)(ge)非(fei)恒定(ding)暗(an)能(neng)(neng)量(liang)理(li)论是(shi)瓦法和(he)研究同事(shi)试图将弦理(li)论应用(yong)到宇宙(zhou)的(de)(de)(de)(de)结果(guo),在宇宙(zhou)真(zhen)空环境中似乎有(you)一(yi)些先天能(neng)(neng)量(liang)。如果(guo)瓦法的(de)(de)(de)(de)猜(cai)测(ce)是(shi)真(zhen)实的(de)(de)(de)(de),暗(an)能(neng)(neng)量(liang),这个(ge)(ge)神秘的(de)(de)(de)(de)宇宙(zhou)物质,似乎占据了宇宙(zhou)总(zong)质量(liang)和(he)能(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)70%以上,并且暗(an)能(neng)(neng)量(liang)处于(yu)加速(su)膨胀状(zhuang)态,应该(gai)是(shi)处于(yu)不断(duan)变化的(de)(de)(de)(de)作用(yong)力。但是(shi)恒定(ding)暗(an)能(neng)(neng)量(liang)一(yi)直(zhi)都是(shi)许多弦理(li)论的(de)(de)(de)(de)理(li)论支(zhi)柱,具有(you)矛(mao)盾性的(de)(de)(de)(de)是(shi),非(fei)恒定(ding)暗(an)能(neng)(neng)量(liang)可能(neng)(neng)是(shi)弦理(li)论成(cheng)功的(de)(de)(de)(de)一(yi)个(ge)(ge)标志。

  奥地利(li)TU Wien理(li)论(lun)物理(li)研究所科学家蒂姆·乌拉瑟(Timm Wrase)说:“这(zhei)将(jiang)是(shi)我们首次从(cong)弦(xian)理(li)论(lun)中获得一些(xie)新的东(dong)西,人们可通过测量发现,但(dan)是(shi)我并(bing)不(bu)知道是(shi)否会真的发生。”

  让我们从头(tou)开始:我们生活在似乎(hu)遵(zun)(zun)循规律的(de)(de)宇宙之中。在最宏(hong)观的(de)(de)尺度上,较大物体遵(zun)(zun)循广义(yi)相(xiang)对(dui)论(lun)的(de)(de)规则,它(ta)(ta)们通(tong)过重力(li)相(xiang)互作用。在最小(xiao)尺度上,亚原(yuan)子(zi)粒(li)子(zi)遵(zun)(zun)循量子(zi)力(li)学(xue)(xue)(xue)和量子(zi)场理(li)(li)论(lun)的(de)(de)规则,通(tong)过力(li)场相(xiang)互作用,证明它(ta)(ta)们是作用力(li)携带粒(li)子(zi)。但是当你试图将(jiang)广义(yi)相(xiang)对(dui)论(lun)解释为量子(zi)场理(li)(li)论(lun)的(de)(de)巨大延(yan)伸时(shi),数学(xue)(xue)(xue)理(li)(li)论(lun)将(jiang)无法支持,一个较宏(hong)观理(li)(li)论(lun)——弦理(li)(li)论(lun),试图将(jiang)两者(zhe)结(jie)(jie)合(he)起来(lai),每个粒(li)子(zi)实际上是在更高维度空间振动的(de)(de)微小(xiao)弦结(jie)(jie)构,其(qi)编码了科学(xue)(xue)(xue)家(jia)所观测的(de)(de)宇宙属(shu)性。

  这里用(yong)“理论(lun)”有点儿用(yong)词不(bu)当,它非常像一个包罗万象的(de)数据(ju)框架,科学家(jia)们(men)从(cong)中获得关(guan)于我们(men)宇(yu)宙的(de)理论(lun),但是一些科学家(jia)认(ren)为弦理论(lun)的(de)核心是不(bu)正确(que)的(de)。

  我(wo)们(men)(men)(men)的(de)(de)(de)宇(yu)宙包含(han)了(le)大(da)约4%的(de)(de)(de)物(wu)质(构成我(wo)们(men)(men)(men)所看到(dao)的(de)(de)(de)一(yi)切物(wu)质),25%的(de)(de)(de)神秘(mi)暗(an)物(wu)质,自(zi)1998年科学家观测(ce)到(dao)宇(yu)宙膨(peng)胀(zhang)加速膨(peng)胀(zhang)之后,便认为(wei)宇(yu)宙剩余物(wu)质应(ying)当(dang)是(shi)“暗(an)能(neng)(neng)量(liang)(liang)”。弦理(li)论学家认为(wei),弦理(li)论是(shi)在(zai)(zai)暗(an)能(neng)(neng)量(liang)(liang)强度不(bu)变的(de)(de)(de)情(qing)况下进行(xing)的(de)(de)(de),他们(men)(men)(men)的(de)(de)(de)弦理(li)论以(yi)某种方(fang)式发(fa)生进化。但是(shi)瓦法和研究合著作(zuo)者在(zai)(zai)今(jin)年夏季的(de)(de)(de)一(yi)篇论文中推测(ce),为(wei)了(le)以(yi)弦理(li)论规律方(fang)式存在(zai)(zai),我(wo)们(men)(men)(men)的(de)(de)(de)宇(yu)宙必须(xu)有一(yi)个暗(an)能(neng)(neng)量(liang)(liang)场,其(qi)能(neng)(neng)量(liang)(liang)值处于(yu)下降(jiang)趋(qu)势。

  瓦法(fa)说(shuo):“无论(lun)(lun)暗(an)(an)能(neng)量改变(bian)与否,这都是(shi)一个严(yan)肃(su)重要的(de)事情。如(ru)果暗(an)(an)能(neng)量值(zhi)发生变(bian)化(hua),那么(me)对(dui)于那些(xie)理(li)论(lun)(lun)依赖于假设观点的(de)科学家(jia)而言,这是(shi)一个大事,他们认为(wei)暗(an)(an)能(neng)量是(shi)恒(heng)定(ding)不(bu)变(bian)的(de)。我们可能(neng)不(bu)得不(bu)追溯至(zhi)宇宙基础理(li)论(lun)(lun),它将改变(bian)我们对(dui)宇宙进化(hua)的(de)理(li)解——无论(lun)(lun)是(shi)过(guo)去还(hai)是(shi)将来。”

  瓦法的(de)(de)(de)理(li)(li)论(lun)猜测最初非(fei)常强烈,并在科学(xue)界产生轰动效应。乌(wu)拉瑟称,这(zhei)是(shi)对于(yu)那些认为(wei)这(zhei)个(ge)框架受到威胁的(de)(de)(de)弦理(li)(li)论(lun)学(xue)家的(de)(de)(de)一个(ge)“呼(hu)唤行动”。一些人(ren)认为(wei)这(zhei)是(shi)完全错误的(de)(de)(de),斯(si)坦福大学(xue)物理(li)(li)学(xue)家伊娃·西尔弗斯(si)坦(Eva Silverstein)表示(shi),这(zhei)个(ge)暗能量值(zhi)非(fei)恒定的(de)(de)(de)假想是(shi)基于(yu)猜测,并引(yin)用了(le)“高度可疑分析”。另一些人(ren)则(ze)将这(zhei)篇论(lun)文作为(wei)一个(ge)不(bu)错的(de)(de)(de)机(ji)会,确保(bao)他们的(de)(de)(de)理(li)(li)论(lun)能够描(miao)述像(xiang)我们这(zhei)样的(de)(de)(de)宇宙。

  乌拉瑟和其他专(zhuan)家对瓦法(fa)及其团队的(de)(de)研究持批判性(xing)观(guan)点(dian),前(qian)不久,乌拉瑟的(de)(de)研究报(bao)告发(fa)表在(zai)《物(wu)理学评论(lun)D刊》上(shang),该(gai)报(bao)告发(fa)现(xian)我们宇宙(zhou)的(de)(de)一(yi)些理论(lun)属(shu)性(xing),特别(bie)是(shi)(shi)关(guan)于(yu)希(xi)格斯玻色(se)子相关(guan)领域的(de)(de)理论(lun),与(yu)猜测理论(lun)中(zhong)某(mou)些数学概念相矛盾(dun)。回想一(yi)下微(wei)积分学前(qian)课,最初的(de)(de)猜想本质(zhi)上(shang)是(shi)(shi)讲,支配(pei)暗(an)能量的(de)(de)物(wu)理场是(shi)(shi)由一(yi)个(ge)没有最大值或者最小值的(de)(de)数学函数推(tui)导(dao)出来的(de)(de),一(yi)个(ge)图表上(shang)只有一(yi)条(tiao)线(xian),没有波(bo)峰或者波(bo)谷(gu)。乌拉瑟发(fa)现(xian)与(yu)希(xi)格斯玻色(se)子相关(guan)的(de)(de)力场必(bi)须在(zai)这个(ge)函数中(zhong)达到峰值。

  但是乌拉(la)瑟的(de)(de)研(yan)究报告并(bing)未完全排除瓦(wa)法的(de)(de)观点,瓦(wa)法认为,乌拉(la)瑟的(de)(de)批判性(xing)观点反而强(qiang)(qiang)化了自(zi)己的(de)(de)猜测,从而更好地应用于我们所生活(huo)的(de)(de)宇宙。还有其他一些类似(si)的(de)(de)论文也加强(qiang)(qiang)了这个(ge)猜测,并(bing)且瓦(wa)法也表示自(zi)己的(de)(de)猜测需要进行改(gai)进。

  真正(zheng)令人兴奋的(de)是(shi)(shi)(shi),我们可能(neng)(neng)(neng)很快就会知道瓦(wa)法的(de)工(gong)作是(shi)(shi)(shi)否产(chan)生一个可测(ce)试的(de)弦理论预测(ce),这是(shi)(shi)(shi)非常重要的(de)。像暗(an)能(neng)(neng)(neng)量测(ce)试或者即(ji)将发射的(de)广域红(hong)外(wai)巡天望远镜(WFIRST),这样(yang)的(de)实验可能(neng)(neng)(neng)会探测(ce)到暗(an)能(neng)(neng)(neng)量是(shi)(shi)(shi)恒定的(de),或者随时(shi)间(jian)变(bian)化的(de),并且(qie)可能(neng)(neng)(neng)在未来(lai)几年内获得(de)确凿证据。

  那么,这是即将(jiang)来临的(de)一个模式(shi)转换发现吗?乌拉瑟说(shuo):“多数科学(xue)家不会说(shuo)这个猜测(ce)是错误的(de),或者是正确的(de)。”瓦法表示,当然自(zi)己(ji)有可能是错误的(de),但纠错过程也能证(zheng)明(ming)揭(jie)晓(xiao)弦理(li)论的(de)一些重要内容(rong)。

  乌拉(la)瑟说:“如果瓦(wa)法的(de)(de)暗能(neng)量(liang)猜测(ce)是(shi)正确的(de)(de),那将是(shi)一项惊人(ren)的(de)(de)发现。这将是(shi)弦(xian)理论中最大的(de)(de)一件事——能(neng)够做出可(ke)测(ce)量(liang)性(xing)预测(ce)。”