“无形之手”控制宇宙 | |
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http://www.sina.com.cn 2003年10月20日16:16 北京晚报 | |
现在,天文学家相信,大约70亿年前,重力失去了对宇宙的控制,控制权落入了神秘的暗能量之中。问题是无人知道这是出于什么原因,也不知道它是如何发生的。除了知道它的存在之外,实际上对暗能量的了解几乎为零:这是所有科学中最大的谜。 1915年,爱因斯坦发表了他的杰作:最新的重力理论即广义相对论。这是自牛顿时代以来第一次出现的重力理论。1917年,他将广义相对论公式应用到整个宇宙,想看看能否获 到20世纪20年代晚期,天文学家发现他们错了:宇宙的确在膨胀,因此爱因斯坦的附加因素是不必要的。 1978年,一位名叫艾伦·古思的美国年轻理论家旁听了一次宇宙论讲座,开始看出宇宙和他自己的专长量子物理学之间的联系。 1981年,他发表了一篇革命性的文章,详细说明了“大一统理论”的含义。古思认为,“大一统理论”说明一种极为强大的宇宙力可能在大爆炸中出现,导致宇宙不可思议地快速膨胀。尽管古思的观点某些细节还有缺陷,但其他理论家抓住了“宇宙膨胀”这一基本观点,这主要是由于它从技术角度解决了大爆炸的一些难题。 但结局很有戏剧性。古思发现的新力量效应完全应看做对爱因斯坦重力理论的简单补充,它与爱因斯坦的共同失误之处在于所谓的“宇宙常量”。天文学家现在必须解释为什么曾经普遍的宇宙常量在大爆炸发生几个月之后就完全结束了。在上世纪80年代,世界上最伟大的理论家,包括剑桥大学的斯蒂芬·霍金,都试图找出能够解释宇宙常量为何消失的论据,但没有一个令人信服。美国获得诺贝尔奖的物理学家史蒂文·温伯格因此声称,宇宙常量是物理学上一个名副其实的危机。 1998年,这个危机产生了戏剧性的变化。天文学家证明在宇宙恒定问题上,每个人都错了。宇宙常量在大爆炸后根本没有结束,而是似乎继续在宇宙中起作用。它从重力手中夺得了控制权,以前所未有的速度推动宇宙膨胀。这些惊人的发现来自对可见宇宙最边缘的巨大星体垂死挣扎情况的观察。这些被称为超新星的星体的亮度在短期内可超过整个银河系,成为深邃宇宙中理想的探测器。但超新星的变化显示,宇宙膨胀非但没有在自身重力下变慢,反而在一种看不见的力量推动下变快。这种力量很快被称为“暗能量”。 美国航天局在轨道中运行的威尔金森微波异向探测卫星收集的材料也证明超新星在发生同样的变化。这种变化的含义的确令人不安。爱因斯坦、霍金和其他聪明的理论家都错了:宇宙中最有影响的力量不是重力,而是以宇宙常量形式存在的“暗能量”。 | |