暗能量在“征戰(zhàn)暗世界”中消蝕暗物質(zhì)
假如暗能量逐漸地吞噬了暗物質(zhì),那么不難想象,宇宙將會(huì)迎來一個(gè)更加黑暗的未來,一項(xiàng)研究成果指明了宇宙演變的前景,暗物質(zhì)和暗能量產(chǎn)生了相互作用,在揭示暗物質(zhì)和暗能量相互關(guān)系的基礎(chǔ)上,科學(xué)家清晰地預(yù)測(cè)了未來宇宙的走向。普茨茅斯大學(xué)和羅馬大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了暗世界內(nèi)相互作用的線索,支撐宇宙星系結(jié)構(gòu)的暗物質(zhì)一點(diǎn)、一點(diǎn)地被暗能量侵蝕,暗能量在緩慢吞噬暗物質(zhì)的過程中最終主導(dǎo)了宇宙,未來宇宙將消失在無邊無際的黑暗中。
科學(xué)合作團(tuán)隊(duì)的成員之一、普茨茅斯大學(xué)宇宙學(xué)和引力研究所的主任戴維斯·萬茲教授解釋說,合作團(tuán)隊(duì)主要研究了超大尺度的宇宙形態(tài)和未來命運(yùn)。假如暗能量不斷增長(zhǎng),暗物質(zhì)隨之蒸發(fā),那么可以預(yù)測(cè)宇宙最終的結(jié)果,未來宇宙將是一個(gè)空洞、虛無的世界,真空中的物質(zhì)被掏空,最終幾乎沒有多少物質(zhì)遺留下來。天體物理學(xué)家普遍認(rèn)為,暗物質(zhì)為物質(zhì)結(jié)構(gòu)帶來了穩(wěn)定的框架,星系和星系群在強(qiáng)大暗物質(zhì)引力的作用下成長(zhǎng)、壯大。假如失去了暗物質(zhì)的支撐作用,那么整個(gè)宇宙的物質(zhì)結(jié)構(gòu)頃刻發(fā)生“土崩瓦解”。

科學(xué)發(fā)現(xiàn)的事實(shí)表明,暗物質(zhì)框架受到了侵蝕,可見宇宙的物質(zhì)結(jié)構(gòu)隨著暗物質(zhì)的蒸發(fā)而減慢了生長(zhǎng)節(jié)奏。1998年,宇宙學(xué)經(jīng)歷了脫胎換骨的“范式” 轉(zhuǎn)換,當(dāng)時(shí)的科學(xué)團(tuán)隊(duì)證實(shí),可觀測(cè)宇宙正在加速膨脹,取得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)開啟了宇宙學(xué)“范式”轉(zhuǎn)換的大幕??茖W(xué)家為了解釋宇宙的加速膨脹現(xiàn)象提出了暗能量的理論假說,穿越了整個(gè)時(shí)空的暗能量的密度保持不變。暗能量也被稱為宇宙常數(shù),這一術(shù)語在形式上和愛因斯坦的宇宙常數(shù)概念保持一致,但兩個(gè)概念的物理含義不同。
樸茨茅斯大學(xué)和羅馬大學(xué)的合作團(tuán)隊(duì)糾正了之前的宇宙常數(shù)的含義,修正了現(xiàn)有的宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型理論,開啟了某種科學(xué)認(rèn)知的“范式”轉(zhuǎn)移。新的物理描述更加符合觀測(cè)的數(shù)據(jù),暗物質(zhì)不斷地轉(zhuǎn)換為暗能量。羅馬大學(xué)的研究生瓦倫蒂娜·薩爾瓦特麗、納伊賈·賽義德、亞歷山大·梅爾契歐尼教授和普茨茅斯大學(xué)的馬爾科·布魯尼博士、戴維斯·萬茲教授組成了合作科學(xué)團(tuán)隊(duì),他們從資料的收集和檢測(cè)開始,觀測(cè)數(shù)據(jù)來源于各個(gè)天文機(jī)構(gòu),其中包括了斯隆數(shù)字巡天計(jì)劃。
通過分析各大天文臺(tái)的觀測(cè)數(shù)據(jù),他們發(fā)現(xiàn)了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化,以此檢驗(yàn)各種版本的暗能量物理模型的科學(xué)性?,F(xiàn)有的天文觀察數(shù)據(jù)與1998年相比有很大的不同,數(shù)據(jù)的數(shù)量與質(zhì)量有了大幅提升,這些數(shù)據(jù)似乎表明了宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型不夠充分或標(biāo)準(zhǔn)模型不能很好地描述所有的觀測(cè)數(shù)據(jù),合作科學(xué)團(tuán)隊(duì)為此建構(gòu)了暗能量理論的更好模型。從上個(gè)世紀(jì)90年代以來,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了宇宙的加速膨脹現(xiàn)象,對(duì)宇宙加速膨脹現(xiàn)象的最簡(jiǎn)單解釋是假設(shè)在宇宙真空存在恒定密度的暗能量或宇宙常數(shù)。

不斷增加的觀測(cè)數(shù)據(jù)表明,暗能量不斷增加,而可觀測(cè)的宇宙結(jié)構(gòu)——星系和星系群似乎比預(yù)期增長(zhǎng)的速度更慢。人們對(duì)暗能量的屬性知之甚少,現(xiàn)有最簡(jiǎn)單的宇宙模型沒有將暗物質(zhì)和暗能量的相互作用考慮在內(nèi)。樸茨茅斯大學(xué)和羅馬大學(xué)的研究人員指出,有關(guān)暗物質(zhì)和暗能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化的見解突破了原有的認(rèn)識(shí),但所有的觀測(cè)資料似乎證明,最簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型的不足,科學(xué)家對(duì)暗世界的屬性還將進(jìn)行深入的研究。
(隨感:按照事物聯(lián)系的思維方式,人們很難想象暗物質(zhì)和暗能量處于孤立、隔離、封閉的狀態(tài),但目前的天文觀測(cè)數(shù)據(jù)不能證實(shí)暗物質(zhì)和暗能量的相互作用,證實(shí)兩者的相互作用將是天體物理學(xué)最大的成就之一??茖W(xué)家可能不是主動(dòng)地應(yīng)用自然辨證法的思維方式解釋自然的現(xiàn)象和規(guī)律,科學(xué)發(fā)現(xiàn)卻不斷地證明了自然辨證法的科學(xué)性,自然科學(xué)的成果為自然辯證法開辟了前進(jìn)的道路,物理學(xué)和化學(xué)、生物學(xué)和生命科學(xué)等取得了長(zhǎng)足發(fā)展,自然辯證法研究從中積累了大量事例。自然辯證法有指導(dǎo)作用,但不能代替各門自然科學(xué),自然辨證法在本質(zhì)上是從理論性和系統(tǒng)性的高度揭示自然現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。)

(編譯:2014-11-5)