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标 题[摘录]科学家提出新法解决「宇宙到底会不会一直膨胀下去?」的疑问
发信站铭传筑梦别境 (Thu Sep 15 22:48:58 2005)
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宇宙学上最、最难解的谜题之一便是:到底是什麽原因致使宇宙正在加速膨胀?到
底是某种型式的爱因斯坦着名的宇宙常数(cosmological constant)?还是有其他
--科学家戏称的除地、水、火、风之外的宇宙「第五元素(quintessence)」所造
成的奇怪排斥力?而且这种「第五元素」还占了整个宇宙的四分之三?美国劳伦斯
柏克莱国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)与英国达特茅斯大
学(Dartmouth College)的科学家Eric Linder等人相信,一定有方法可以解决这
个问题。
Linder等人於物理评论快讯(Physical Review Letters)一篇论文中表示:暗能量
(dark energy)模型可以有不同的版本,如此一来就根本不需要爱因斯坦的宇宙常
数,而且还可以解释暗能量的本质。解决这些问题的关键就在於:科学家可以观测到
多精密的资料?因此他们认为利用「暗能量联合任务(Joint Dark Energy Mission
,JDEM)」将观测到的资料,将可决定到底观测精密度的极限范围在哪?哪一种版本
是正确的。
Linder等人的暗能量版本有两种:「融化说(thawing)」和「冻结说(freezing)」
,不同版本的宇宙未来命运也不同--宇宙究竟会不会永久处在膨胀的状态。「融化说
」认为宇宙膨胀速度会逐渐减缓,最後趋於静止,甚至会反过来开始收缩。「冻结说
」责任为宇宙的加速膨胀情况绝对会持续下去,宇宙中的物质将持续被「稀释」,最
後将发现无垠的太空终将仅存孤独的银河系。这两种版本都不需要爱因斯坦宇宙常数
,这是研究宇宙的学者首度将爱因斯坦的想法排除在任何版本之外。不过,无论是何
种版本,都还是得面对神秘的暗能量。
Linder表示:由於暗能量占了整个宇宙约70%的组成,因此一般的物质也需受暗能量
的支配。言下之意,宇宙未来究竟是继续膨胀与否,完全由暗能量决定。因此,了解
究竟暗能量为何是当务之急。
所谓「宇宙常数」,是指一种「真空能量」,也就是在完全空的空间中所含有的能量
。这种真空能量可以利用重力拉扯宇宙。不过,宇宙常数的问题在於它是个「常数」
,无论能量密度、压力甚至是状态方程式等,都不随时间而改变。相较之下,暗能量
随时间愈来愈多;在宇宙早期,暗能量则少得几可忽略,不然的话星系和恒星就无法
形成了。
参考资料:
http://www.nsf.gov/news/news_summ.jsp?cntn_id=104359&org=OLPA&from=news,
2005.08.26
* 转载自台北天文馆
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