宇宙的生死輪回
來源：本站原創 2009-09-02 15:24:08
愛因斯坦又閃了一下腰
1998年科學家觀察發現，有兩顆超新星在爆炸時發出的光比預想的要黯淡許多。科學家一開始以為是射出的光線被星際塵埃遮擋住了，但是進一步的觀察否定了這個解釋。超新星爆炸有可能產生較弱的光芒嗎?超新星的性質使這個猜測也說不通。
科學家發現，目前對此現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，使得距離我們遙遠的超新星在爆炸時，發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。后來的觀察發現，宇宙中74%的質量都是暗能量，還有22%是暗物質，普通的物質只占4%。
其實早在1917年，愛因斯坦就曾經提出，宇宙空間的一定體積內都存在一定的能量，并且在整個宇宙中能量的密度是均勻的，這就是他的宇宙學常數模型。它能產生與萬有引力相抗衡的負壓力，推動宇宙膨脹。愛因斯坦的宇宙學常數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上的。后來宇宙膨脹的事實讓他放棄了這一觀點，并認為這是他一生中犯的最大錯誤。
可是現在，超新星的觀測結果卻讓宇宙學常數模型又死灰復燃了，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?
宇宙學常數的理論認為，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的宇宙學可就管不著了，因為相對論只涉及能量和時空結構之間的關系問題。
而在量子場理論里，恰好就有關于真空中能量問題的解釋，這就是零點能。物質都是由基本的粒子組成的，在通常的狀態下，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，這時物質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常數這個戰場上勝利會師了。
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