宇宙的生死輪回

　　愛因斯坦又閃了一下腰

　　1998年科學(xué)家觀察發(fā)現(xiàn)，有兩顆超新星在爆炸時發(fā)出的光比預(yù)想的要黯淡許多。科學(xué)家一開始以為是射出的光線被星際塵埃遮擋住了，但是進(jìn)一步的觀察否定了這個解釋。超新星爆炸有可能產(chǎn)生較弱的光芒嗎?超新星的性質(zhì)使這個猜測也說不通。

　　科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，目前對此現(xiàn)象唯一合理的解釋是，宇宙膨脹的速度正在加快!正是這種加速膨脹，使得距離我們遙遠(yuǎn)的超新星在爆炸時，發(fā)出的光芒看起來不是那么璀璨。

　　什么力量能讓宇宙膨脹的速度加快呢?

　　原先人們以為，星系之間存在引力的作用，所以宇宙的膨脹應(yīng)該減緩速度。然而新的事實讓人們意識到，有一種神秘的力量在暗中和引力做對。引力想把宇宙“拉”回來，而神秘的力量卻要把宇宙“撐”出去。人們把這種神秘的力量命名為暗能量。后來的觀察發(fā)現(xiàn)，宇宙中74%的質(zhì)量都是暗能量，還有22%是暗物質(zhì)，普通的物質(zhì)只占4%。

　　其實早在1917年，愛因斯坦就曾經(jīng)提出，宇宙空間的一定體積內(nèi)都存在一定的能量，并且在整個宇宙中能量的密度是均勻的，這就是他的宇宙學(xué)常數(shù)模型。它能產(chǎn)生與萬有引力相抗衡的負(fù)壓力，推動宇宙膨脹。愛因斯坦的宇宙學(xué)常數(shù)的概念其實與后人提出的暗能量概念不謀而合，可惜他的理論模型是建立在宇宙是靜止的基礎(chǔ)上的。后來宇宙膨脹的事實讓他放棄了這一觀點，并認(rèn)為這是他一生中犯的最大錯誤。

　　可是現(xiàn)在，超新星的觀測結(jié)果卻讓宇宙學(xué)常數(shù)模型又死灰復(fù)燃了，倘若愛因斯坦活到今天，恐怕又要后悔一次了。

　　尋求友軍的協(xié)助

　　暗能量讓宇宙不斷膨脹下去，可暗能量的真面目又是什么樣的呢?

　　宇宙學(xué)常數(shù)的理論認(rèn)為，暗能量是宇宙真空中本身所具有的能量。真空中怎么會有能量呢?這種能量是怎么來的?對于這些問題，以廣義相對論為基礎(chǔ)的宇宙學(xué)可就管不著了，因為相對論只涉及能量和時空結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系問題。

　　而在量子場理論里，恰好就有關(guān)于真空中能量問題的解釋，這就是零點能。物質(zhì)都是由基本的粒子組成的，在通常的狀態(tài)下，這些粒子有的能量高，有的能量低。如果所有粒子都處在能量最低的狀態(tài)，這時物質(zhì)的能量就叫做零點能。真空中并非空無一物，它里面也有很多的粒子存在，它們所具有的零點能也叫做真空能。這正好解釋了為什么在“空無一物”的宇宙里會有巨大的能量。宇宙學(xué)研究的是最大的宇宙，量子理論研究的是最小的粒子。物理王國里的這兩支大軍在宇宙學(xué)常數(shù)這個戰(zhàn)場上勝利會師了。