95%的宇宙都是一种看不见的黏糊糊液体?你越推它,离你越近!

暗物质和暗能量或许是宇宙中最神秘和最令人困扰的难题。想象一下,我们日常所见的行星、恒星和星云等普通物质仅仅占整个宇宙的5%。科学家自伽利略时代以来研究的所有理论对其它95%的宇宙完全无法解释,这点真是令人尴尬。

1930年,天文学家Fritz Zwicky在遥远的星系团中发现了一个不可思议的现象——某些星系似乎被不可见物质的强大引力所牵引。暗物质的神秘身影从此浮出水面,在之后80多年中令科学家头疼不已。

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天文学家普遍认为,暗物质和普通物质之间只能通过重力互相作用,而暗能量更多的表现为一种排斥力,是导致宇宙膨胀的幕后元凶——这两者互不相干,在整个宇宙的能量构成中,暗物质占27%,暗能量占68%。

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近日,牛津大学的科学家提出全新的“暗流体”理论,有望彻底解决这一困扰了人类几十年的宇宙谜题。

法恩斯博士认为,暗物质和暗能量实际上都是一种单一的具有负质量的暗流体。它的性质和具有正常质量的物质完全相反——如果向桌子施加一个力,比如推它,桌子就会远离你,但是推一个负质量物体(假设存在),它反而会靠近你!

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这个观点听起来似乎匪夷所思,但却能很好解释宇宙加速膨胀现象。暗流体在普通物质的引力作用下产生强大的斥力,最终导致宇宙空间本身的膨胀。法恩斯博士称,这表明我们所在宇宙的质量分布存在正负两种完全对称的特性。

法恩斯进一步解释说,普通物质由于宇宙膨胀被不断“稀释”,暗流体却不因时间流逝而变得稀薄,而且更多的暗流体正随着空间膨胀而不断产生出来。作一个形象的比喻,宇宙中大大小小的星系好比茫茫大海上的冲浪者,它们的引力作用于“暗流体”大海,海水产生的斥力推动这些冲浪者彼此远离,而这个黑暗海洋本身还在不断扩大。

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实际上,“负质量粒子”的概念并不新鲜,爱因斯坦和霍金都提出过类似观点,但在现有理论模型中,负质量粒子会随着宇宙膨胀而变得稀薄,它们产生的斥力也将慢慢消失——这与目前观测到的宇宙加速膨胀截然不同。而法恩斯的理论提出,负质量粒子也可以源源不断地诞生。

“暗流体宇宙”的计算机模拟显示,正质量星系从各个方向上对负质量暗流体施加引力,而暗流体的斥力也将众多星系挤压成大尺度纤维结构。随着暗流体的不断靠近,星系受到的斥力也逐渐增大,旋转速度更快,但却不会被撕成碎片。

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法恩斯还表示,随着平方千米阵(SKA)大型天文望远镜即将竣工,研究人员有望获得宇宙诞生以来大量星系的分布数据,将SKA的观测结果和暗流体宇宙模型相比较,也许有助于最终破解暗物质和暗能量之谜!

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