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冷冻中微子可能引起了暗能量的作用 , 宇宙从大爆炸中诞生 , 它从炽热、高密的物质态开始了极速膨胀 , 宇宙物理学家称之为暴涨 。 没有一种令人信服的理论完美地解释了宇宙起源的奥秘 , 宇宙在诞生之后随即发生了崩塌 , 快速地膨胀为一片混沌的虚无状态 , 暴涨阻止了任何一个原子的形成 。 宇宙极早期的膨胀和物质、能量的出现取得了完美的平衡 。
假如膨胀得过快 , 那么原子失去了形成的可能;假如膨胀得过慢 , 宇宙在引力作用下将会重新收缩 。 物质和辐射的密度在宇宙极早期的膨胀中几乎相同 , 这是宇宙极早期状态的一个关键点 , 在最终的演变中 , 宇宙可能出现了物质和能量辐射相互替代的极端点 。 宇宙年龄从几秒增长到几天 , 从几天增长到几年 , 从几百万年增长到几十亿年 , 当今的宇宙依然处于膨胀状态 , 物质和能量辐射的密度进入了下降通道 , 最终可能下降到零值 。
我们的太阳和地球在宇宙膨胀过程的数十亿年后形成了 , 人类在太阳和地球诞生后的数十亿年形成了 。 物质匮乏的生存环境使得人们首先考虑物质生活的需要 , 即使超过了基本的物质生活需求 , 现代人依然感到高品质需求的不足 。 遥远星系出现了有趣的现象 , 经过极早期暴涨之后的宇宙的膨胀率出现了明显的下降 , 然后再次“提速” , 从数十亿年前开始 , 宇宙开始了持续到今天的加速膨胀过程 , 通过对宇宙加速膨胀的测量 , 科学家发现了一种与加速膨胀完全匹配的现象 , 有许多名称概括这一现象 , 不同名称描述的现象有一致性 , 比如:宇宙学常数、空间自身的能量特性、真空能量、不变化的标量场 。
真空的固有能量随时间变化 , 存在很小参数调整的回旋余地 , 可能是一个缓慢变化的标量场 , 还会出现更加精致的理论模型 , 但参数的主要部分没有变化 , 暗能量似乎真的是恒定的 , 由于宇宙的物质和能量密度随着大膨胀而下降 , 暗能量的作用变得十分明显 , 它宇宙中最重要的构成成分 。 可观测宇宙的体积持续增大 , 宇宙的物质和辐射密度出现快速下降 , 辐射波长被拉升 , 辐射能量进入更低的能态 。 暗能量表现了真空自身的特性 , 暗能量密度在宇宙膨胀过程中保持不变 。 在宇宙诞生后几千年 , 物质比辐射能量显得更重要 , 在几十亿年之后 , 暗能量则大大超过了物质的作用 。
人们从今日宇宙似乎找到了宇宙最终命运的答案 , 宇宙的“命运交响曲”似乎指向一个孤寂、空旷的世界 , 在“荒无人烟”的苍茫太空 , 暗能量在“宇宙好声音”的大舞台最终胜出 , 宇宙万物最终脱离了万有引力的束缚 , 地球所在的本地星系团将会消亡 。 暗能量在理论物理学中是一个没有解决的最大难题 。 为什么是暗能量?好像人们在问 , 为什么是足球、而不是别的项目成了现代体育的第一运动?科学家一直在思考 , 什么因素使得暗能量占据了宇宙的主要地位?有一种自然力驱动了宇宙的加速膨胀 , 真空的固有能量不等于零 , 宇宙有点什么 , 不是什么都没有 。
1998年 , 科学家团队发现了宇宙的加速膨胀 , 但他们一直找不到简单和有说服力的解释 , 对暗能量这一基本力没有给以理论的描述 。 以标量场解释暗能量的作用方式 , 标量场是一种精致的理论模型 , 但需要做出细致的调整 。 在近日发表的研究成果中 , 福格斯·辛普森等几位研究人员认为 , 假如一般标量场和宇宙中的中微子发生耦合作用 , 那么标量场将自动充当宇宙学的常数项 , 这依然反映了空间自身的固有属性 。
福格斯·辛普森的理论模式解答了一个问题:为什么暗能量仅在几十亿年前开始对宇宙的演变发挥了重要作用?当宇宙冷却到足够的程度 , 中微子就成了非常相关性的因素 。 在宇宙年龄数百万年之前 , 中微子似乎没有出现什么不同 , 从理论上说来 , 中微子在和标量场的耦合过程中被“冷冻” , 中微子“大冻结”产生了宇宙暗能量的效果 。 光有理论还不够 , 研究人员在实验信号中寻找中微子被“冻结”的机制 , 以便将冻结机制和其它的理论 模式加以区别 。 有些亚原子粒子可能有特别的衰变类型 , 比如:无中微子的双贝塔衰变 , 从一个原子核释放了两个电子 , 没有释放任何的中微子 , 衰变的实验结果在过去未曾有过 。
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