“暗能量”是空间的表面张力？
宇宙蛛网结构 。 Volker Springel
宇宙在膨胀 ， 而且在加速膨胀 。 新研究发现 ， 推动宇宙加速膨胀的力量 ， 可能来自密布在宇宙中的“空洞” 。
假如我们从宏观尺度上观察宇宙 ， 会发现宇宙如同一张3维的蜘蛛网 。 在这张网上星系只是一个个小点 。 由无数小点连接而成的纤维横贯整个可观测宇宙；在这条纤维上 ， 还有一些聚集在一起的结点——它们是星系组成的集团 。
而在纤维和结点之间 ， 则是几乎空无一物的浩瀚虚空 ， 是物质的荒漠 。 这些直径动辄数千万乃至数亿光年的虚空 ， 就像是蛛网上的空隙 。 它们虽然空旷 ， 却占了宇宙体量的很大一部分 。 除了蛛网本身 ， 它们是宇宙中最大的结构组件 。
早在上世纪70年代 ， 科学家就已经发现了这些黑暗的虚空 ， 并称之为宇宙空洞（或巨洞） 。
但是人们更愿意关心明亮而实在的东西 。 在此过程中 ， 人们发现宇宙中的许多星系在互相远离 ， 而且是在加速远离 。 这似乎表明宇宙不但在膨胀 ， 而且是在加速膨胀 。 加速膨胀意味着 ， 宇宙这一秒的膨胀速度永远都要比上一秒快 。 没人知道这是为什么 ， 科学家只知道这个势头在几十亿年前可能就已经开始了 。
科学家相信在宇宙的加速膨胀背后 ， 必然有一种力量在推动 。 这种力量的源头可能是一种能量 ， 而鉴于这种能量的“黑暗”本性 ， 也许更多是因为对这种力量的无知 ， 科学家称这种能量为“暗能量” 。
我们在宇宙的小尺度上感受不到“暗能量”的存在 。 在太阳系和银河系乃至星系团以下 ， 引力占据绝对的统治地位 。 但在宇宙的虚空那里 ， “暗能量”可能是主宰 。
有人认为“暗能量”是一种空间本身所固有的能量 ， 致力于从微观的角度对其加以解释 。 但也有人试图从宏观的角度加以理解 。
比如最近一些伊朗理论物理学家们认为 ， 宇宙空洞如同一个个黑暗的气泡 ， 其表面的“张力”可能是宇宙加速膨胀的原因 。 也就是说 ， “暗能量”的真相 ， 可能隐藏在宇宙空洞变大的动力学原理背后 。
早期宇宙的物质分布接近均匀 ， 宇宙各部分的密度差异不大 。 但是随着时间的推移 ， 宇宙中物质密度稍高的地方 ， 开始有更多的物质聚集 。 更多的物质意味着更大的质量 ， 更大的质量意味着更强的引力 ， 而更强的引力又意味着能吸引更多的物质……如是反复 ， 物质团块开始像滚雪球一样越滚越大 ， 最终从中演化出了星系等天体 。
反过来 ， 在宇宙中物质密度较小的地方 ， 物质会越来越少 。 更少的物质意味着更小的质量 ， 更小的质量意味着更弱的引力 ， 而更弱的引力又意味着会有更多的物质失去……于是宇宙空洞开始出现 ， 而且会变得越来越巨大和空旷 。
在伊朗研究人员的设想中 ， 宇宙空洞是空间中的“气泡” ， 其表面存在着某种恒定的“张力” 。 这种“张力”能够使周边时空变形 ， 并导致分布在“气泡”表面的星系相互分离 。 随着“气泡”的变大 ， 大尺度宇宙的纤维状结构也会越来越细 ， 直至断裂和消失 。 如果这个趋势一直持续 ， 那么整个宇宙蛛网最终都会崩溃 ， 宇宙中的所有物质团块最终都会互相远离 ， 失去引力联系孤立存在 。
研究人员表示 ， 计算结果显示这种假想的“张力”在整个可观测宇宙范围内所产生的效果 ， 与理论上“暗能量”推动宇宙加速膨胀产生的效果极为接近 。 这让研究人员相信其合理性 。
【科学家：巨大的虚无能够产生一种神秘力量，撕裂整个宇宙】但谁也不知道这种所谓的“张力”究竟是什么 ， 其产生的效果与宇宙加速膨胀的相似性或许也说明不了问题 。 不过这个研究的意义或许在于提出了另一种可能 ， 即宇宙的加速膨胀会不会只是空间正常演化的一个副产品？
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