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摘要:暗能量是一种使宇宙加速膨胀的排斥力。然而,这并不意味着负质量物质不能连续产生。然而,弦理论确实表明,空空间中的能量必须是负的,这证实了理论上对负质量暗流体的期望。此外,一个加速宇宙的突破性发现背后的团队意外地发现了负质量宇宙学的证据,但如果采取合理的预防措施,将这些有争议的发现解释为“非物理的”,理论也可以解决测量宇宙膨胀的问题。尽管有这些努力,但负质量宇宙学可能是错误的。
令人尴尬,但天体物理学家是第一个承认这一点的人。我们最好的理论模型只能解释5%的宇宙。剩下的95%是众所周知的几乎全部由不可见的未知物质组成,称为暗能量和暗物质。因此,即使在可观测的宇宙中有十亿兆颗恒星,它们实际上也是极其罕见的。
这两种神秘的暗物质只能从引力效应中推断出来。暗物质可能是一种看不见的物质,但它对周围的物质施加引力,我们可以测量。暗能量是一种使宇宙加速膨胀的排斥力。这两种现象一直被视为不同的现象。但我发表在《天文学和天体物理学》上的新研究表明,它们可能都是同一个奇怪概念的一部分——一种单一的、统一的负质量“暗流体”,
负质量是一种假设的物质形式,会有一种负重力——排斥它们周围的所有其他物质。与常见的正质量物质不同,如果一个负质量被推挤,它会加速向你而不是远离你。
负质量在宇宙学中不是一个新的概念。就像正常物质一样,负质量粒子会随着宇宙的膨胀而变得更加分散,这意味着随着时间的推移,它们的排斥力会变得更弱。然而,研究表明,推动宇宙加速膨胀的力量是持续不断的。这种不一致性曾导致研究人员放弃这一想法。如果存在暗流体,它不应该随着时间的推移而变薄。在新研究中的“KdSPE”“KdSPS”中,我建议对爱因斯坦的广义相对论进行修改,以允许负质量不仅存在,而且持续地产生。“物质创造”已经包含在大爆炸的早期替代理论中,称为稳态模型。主要的假设是(正质量)物质是随着宇宙的膨胀而不断产生以补充物质的。我们现在从观察证据中知道这是不正确的。然而,这并不意味着负质量物质不能连续产生。我证明了这种假定的暗流体从来不会扩散得太薄。相反,它的行为和暗能量完全一样。
我还开发了一个这个假设宇宙的三维计算机模型,看看它是否也能解释暗物质的物理性质。暗物质被引入来解释星系比我们的模型预测要快得多的事实。这意味着必须存在一些额外的不可见物质,以防止它们自转。
我的模型表明,来自暗流体的周围排斥力也可以将星系维系在一起。来自正质量星系的引力从四面八方吸引负质量,当负质量流体靠近星系时,它反过来对星系施加更强的斥力,使其能够以更高的速度旋转而不会飞散。因此,一个简单的减号可能会解决物理学中最长期存在的问题之一。
宇宙真的这么奇怪吗有人可能会说这听起来有点牵强。但是,虽然消极的群众是奇怪的,他们是相当少的奇怪,比你可能立即认为。首先,这些效应对我们来说可能只是奇怪和陌生的,因为我们居住在一个以正质量为主的区域。无论物理上是否真实,负质量已经在许多领域发挥了理论作用。水中的气泡可以被模拟成负质量。最近的实验室研究也产生了一些粒子,它们的行为与负质量的粒子完全一样。
,物理学家们已经习惯了负能量密度的概念。根据量子力学,真空是由一个起伏的背场组成的在某些地方可能是负面的能量——产生波浪和虚拟粒子,这些物质进入和脱离存在。这甚至可以产生一个微小的力,可以在实验室测量。
这项新的研究可以帮助解决现代物理学中的许多问题。弦理论,这是我们将量子世界的物理学与爱因斯坦的宇宙理论统一起来的最大希望,目前被视为与观测证据不相容。然而,弦理论确实表明,空空间中的能量必须是负的,这证实了理论上对负质量暗流体的期望。
此外,一个加速宇宙的突破性发现背后的团队意外地发现了负质量宇宙学的证据,但如果采取合理的预防措施,将这些有争议的发现解释为“非物理的”,
理论也可以解决测量宇宙膨胀的问题。这是由哈勃LimaTe定律解释的,即更远的星系以更快的速度移动。星系的速度和距离之间的关系是由“哈勃常数”决定的,但是对它的测量一直在变化。这导致了宇宙学的危机。幸运的是,一个负质量宇宙学数学预言哈勃“常数”应该随时间而变化。显然,有证据表明,这一奇怪而非传统的新理论值得我们的科学关注。
从这里开始,宇宙学领域的创造者阿尔伯特·爱因斯坦,和包括斯蒂芬·霍金在内的其他科学家一起,考虑了负质量。事实上,爱因斯坦甚至在1918年写道,他的广义相对论可能必须加以修改才能包含它们。
尽管有这些努力,但负质量宇宙学可能是错误的。这一理论似乎为目前许多悬而未决的问题提供了答案,科学家们将非常正确地产生怀疑。然而,往往是开箱即用的想法为长期存在的问题提供了答案。强大的累积证据已经发展到我们必须考虑这种不寻常的可能性。“KDSPE”“KDSPs”是迄今为止建造的最大望远镜——平方公里阵列(SKA)——将测量整个宇宙历史中星系的分布。我计划使用SKA将其观测结果与负质量宇宙学和标准质量宇宙学的理论预测相比较,这有助于最终证明在我们的现实中是否存在负质量。“KdSPE”“KdSPs”“KdSPE”平方公里阵列可以提供答案。(SKA项目开发办公室和Swinburne天文学 ... 公司,CC BY-SA)
很明显,这一新理论产生了大量新问题。因此,正如所有的科学发现一样,冒险并没有就此结束。事实上,了解这个美丽的、统一的、也许是极化的宇宙的真实本质的探索才刚刚开始。
Jamie Farnes,牛津电子研究中心的研究助理和天体物理学家,牛津大学
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