随后,宇宙常数被抛进历史的垃圾堆。
然而造化弄人,几十年后,宇宙常数又像鬼魂般的复活了。
这次宇宙常数的复活要归因于暗能量的发现。
10暗能量1998年,天文学家们发现,宇宙不只是在膨胀,而且在以前所未有的加速度向外扩张,所有遥远的星系远离我们的速度越来越快。
那么一定有某种隐藏的力量在暗中把星系相互以加速膨胀的方式撕扯开来,这是一种具有排斥力的能量,科学家们把它称为“暗能量”。
近年来,科学家们通过各种的观测和计算证实,暗能量不仅存在,而且在宇宙中占主导地位,它的总量约达到宇宙总量的73%,而宇宙中的暗物质约占23%、普通物质仅约占4%。
我们一直以为满天繁星就已经够多了,宇宙中还有什么能比得上它们呢?而现在,我们才发现这满天繁星却是“弱势群体”,剩下的绝大部分都是我们知之甚少或干脆一无所知的,这怎么不让人感到惊心动魄呢!
事实上,早在1930年,就有天体物理学家指出,爱因斯坦那加入了宇宙常数的宇宙学方程并不能导出完全静态的宇宙:因为引力和宇宙常数是不稳定的平衡,一个小小的扰动就能导致宇宙失控的膨胀和收缩。
而暗能量的发现告诉我们,爱因斯坦那作为与引力相抗衡的宇宙常数不仅确确实实存在,而且大大扰动了我们的宇宙,使宇宙的膨胀速率严重失控。
在经历了一系列曲折后,宇宙常数正在时间中复活。宇宙常数今日以暗能量的面目出现在世人面前,它所产生的汹涌澎湃的排斥力已令整个宇宙为之变色!
暗能量和引力之间的角力战自宇宙诞生起就没有停止过,在这场漫长的战斗中,最举足轻重的就是彼此的密度。
物质的密度随着宇宙膨胀导致的空间增大而递减;但暗能量的密度在宇宙膨胀时,变化得非常缓慢,或者根本保持不变。
在很久以前,物质的密度是较大的,因此那时的宇宙是处于减速膨胀的阶段;现今的暗能量密度已经大于物质的密度,排斥力已经从引力手中彻底夺得了控制权,以前所未有的速度推动宇宙膨胀。
一方面人类现在对宇宙奥秘的了解越来越多,另一方面我们所要面对的未知也越来越多。
而这日益深远的未知又反过来不断刺激着人类去探索宇宙背后的真相。暗能量是怎么来的?它将如何发展?这已经是21世纪宇宙学所面临的最重大问题之一。
11宇宙常数之新观点
在探索宇宙演化的奥秘时,没有什么能像暗能量这样让科学家如此感兴趣。现有理论认为,暗能量是一种因宇宙加速度膨胀而引发的力。
2006年1月11日,美国路易斯安娜州立大学的天文学家沙佛在美国天文学会会议上宣读了一份研究论文,提出了一个新的观点:暗能量施加的力可能随着时间推移而发生变化。
这个观点对爱因斯坦提出的“宇宙常数”的正确性提出了新的质疑。
沙佛在天文学会会上接受本报记者采访时说:“我提出的观点与爱因斯坦关于‘宇宙常数’的提法相左,这是描述暗能量如何随时间而变的第一个研究成果。我们需要更多地去验证这一成果,以获得更多信息。”
沙佛的发现是基于对发生在远至128亿光年的伽马射线大爆发的分析做出的。
他发现,如果宇宙以不变的速度加速,这么遥远的伽马射线爆发,似乎应该比它被观测到的要更加明亮。
他说:“当你追溯往事时,宇宙越来越慢地向外推进。
在某一点,暗能量的压力是零,对宇宙并没有施加力量。
对这一点,现有理论无法给出解释。”
沙佛的发现(首次试图采用伽马射线爆发来研究暗能量)所产生的结果,与观察不同超新星爆炸所积累的证据不一致。
对超新星爆炸的观察提出,宇宙的膨胀正在按爱因斯坦的“宇宙常数”在加速。加州理工学院超新星宇宙学家埃里斯说:“采用伽马射线爆发作为‘距离显示器’的创意,是非常令人激动的。”
他还说:“我不是说这种方法不好,问题在于现在还没有方法来检验这一技术是否正确。”
1999年,科学家提出了暗能量理论,以解释宇宙膨胀正在加速的事实。
天文学家们认为,暗能量构成了70%%的宇宙,但他们不知道暗能量究竟是什么。
美国天文学会主席柯施诺说:“暗能量是如此不可思议。
人人都在寻找办法对它加以解释。”
美国宇航局于2000年发射的高能瞬间探测卫星———HETE-2,以及2004年发射的雨燕号伽马射线探测器,是目前观测伽马射线爆发的最好工具。
伽马射线爆发一般持续几毫秒至几分钟。
沙佛分析了52次爆发,从中发现:最遥远的爆发比用宇宙常数曾预测的爆发要明亮。这表明宇宙的膨胀曾经以比现有速度要慢的速度加速。
爱因斯坦传(下)