什么是暗能量?宇宙中真的存在暗能量吗?( 二 )




至此暗能量不仅存在于理论中 , 实际观测上也有了相应的证据 , 说到这其实关于暗能量的这种超新星观测证据 , 曾经作为标准烛光的IA型超新星的亮度 , 实际上可能并不标准 , 还需要增加考虑其所在恒星群的情况 , 所以暗能量的相关理论可能会因此受到一定的影响 。 暗能量作为一个主流假说 , 他肯定不止标准烛光的一个证据 , 除此之外 , 像是对宇宙微波背景的观测也是暗能量假说的有力证据之一 。


通过宇宙微波背景 , 我们可以推算出 , 在目前近乎平坦的宇宙中 , 物质总的含量应该接近或等于一个值 , 叫做临界密度 , 但是目前的所有天文观测 , 无论是可以看见的普通物质还是看不见的 , 但存在引力作用的暗物质就算把他们全都加上 , 那也只能占到临界密度的30%作用 , 所以剩下的这部分 , 你可以认为它是一种比暗物质还要暗的东西 , 而他正好就与基于宇宙膨胀的暗能量对应上了 , 当然此外还有像是重子、声学、振荡等等其他方面的证据 , 总之从现有的众多证据来看 , 现实中确实应该有这么个东西存在 , 既然存在那它是什么呢?


抛开引力场方程这种数学层面的解释外 , 量子场论对量子涨落这种真空能的语言 , 就可以等效成一种暗能量 , 真空中的量子涨落确实是一种无中生有的能量 , 而且从空间分布上来说非常均匀 。 暗能量在宇宙中的分布就是非常均匀的 , 它只随空间的增加而增加 , 这也是为啥星系与我们的距离和它的退行速度成正比 , 不过这种理论也有问题 , 他预言出的暗能量密度比实际观测出的大了120个数量级 。 虽然这可以借助超对称理论把真空能进行大幅削弱 , 但是众所周知 , 在现在的各种加速器实验面前 , 大家对超对称理论已经变得越来越没有信心 。


关于暗能量也有人提出其他解释 , 比如引入一种被称为第五元素的标量场的 , 不过无论是哪种解释 , 目前他们都存在着各种各样无法克服的困难 , 另外在天文观测方面 , 目前欧空局主导的欧几里得项目主要目标 , 就是通过一系列不同方法精确测量宇宙的加速膨胀 , 从而更深入地了解暗能量和暗物质的性质 , 不过该计划中的空间望远镜原本是2020年就要发射 , 结果因为现在的各种原因 , 发射计划也是一拖再拖 , 目前的发射日期预计是在2023年前后 。
总的来说和暗物质一样 , 这个案子一方面代表了我们看不到 , 另一方面也代表了我们对于他们究竟是什么完全不知道 , 暗物质和暗能量概念的提出 , 就像是为了保证方程成立 , 我们不得已加入了两个未知项一样 , 对于这两个未知项来说 , 将来可能会有两种结果 , 要么我们把他们解出来 , 要么我们通过其他方式把它们给消掉 。 但是不管是哪种结果 , 你都不能否认他们在宇宙学发展史上存在过的重要意义 。

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