阿爾伯特愛因斯坦的廣義相對論理論已有100多年的歷史，迄今為止，它已經很好地預測了天體與時空場之間的相互作用。然而，有一些麻煩的地方，其中廣義相對論與量子力學不一致。這些差距讓研究人員困惑了數十年，並且發現了一些試圖解釋不一致的假設。
黑暗物質和黑暗能量是這個問題的主流替代答案，但它們到目前為止僅僅是一種替代。還有一些物理學家不會喜歡這些解釋。Erik Verlinde，阿姆斯特丹大學的科學數學和信息學教授就是其中之一。他正在開發一種理論，重新審視引力機制，似乎觸動了物理學界的神經。
Erik Verlinde，阿姆斯特丹理論物理學家
維林德所說，“緊急引力”是這樣的觀點，即引力不是我們宇宙的根本治理，而是對特定環境構成的反應。與重力作為一種基本力量相比，重力實際上是量子體的位置造成的結果，類似於溫度是單個粒子的運動中而生成的。
“愛因斯坦的理論可以被看作是從更微觀的圖景中衍生出來的，”維林德說。“特別是我們對黑洞的瞭解是，愛因斯坦的理論看起來更像是熱力學定律，而我們所知道的熱力學定律可以通過考慮描述物質的微觀成分來推導出來。”
Verlinde專注於量子相互作用來解釋廣義相對論和量子理論之間的不協調。他的理論在完成之前還有很長的路要走，但到目前為止，它的表現還是很好，並提出了一些有力的論據，特別是針對暗物質的想法。
星系旋轉問題
物理學家痛苦地意識到這樣的事實，即由於物質的質量 - 因此，它們所包含的重力 - 螺旋星系的旋轉速度比它應該更快。目前的理論認為，其中一些正在旋轉的速度，應該將星體，行星，灰塵和其他物質扔到太空中。因為它們不是，物理學家們假設我們看不到或以其他方式檢測到的“暗物質”正在引起額外的引力，將這些星系保持在一起。據說這個問題佔宇宙的25％左右，但Verlinde認為可能有另一個答案可以解釋預期旋轉曲線和觀測旋轉曲線之間的偏差。
“觀察到的是，我們在星系旋轉曲線中看到的偏差，這只是通過觀察我們所看到的事物而得出的，總是似乎在一個特定的加速度下發生，”他說。
這種特殊的加速度在銀河系的距離和它離開我們自己的速度之間的關係中發揮了重要作用，它受宇宙膨脹的控制，被稱為哈勃定律。亞歷山大Chaloum Elbeze 2017年論文在現代物理學報概述了宇宙的擴張速度或H 0如何通過一個他稱為E 0的新參數與天文學家測量的星系旋轉曲線相關聯。
M33星系的旋轉曲線顯示了星系的旋轉速度與離中心的距離的函數關係。如果星系中唯一的物質是光盤中的可見物質，測量值顯然偏離了預期的曲線。因此，天文學家一直認為，額外的材料，稱為暗物質，是曲線的原因。
維林德認為這表明他正在做某件事。
“這種事實暗示著它與宇宙膨脹[宇宙]有關，這是由於暗能量的存在，”他說。
哈勃常數描述觀察到的宇宙加速擴張。這種加速是無法解釋的，但已被歸因於“暗能量”，Verlinde說這可以用來解釋暗物質的想法。
“暗能量是我理論中相當重要的一部分，”維林德說。“我不會去掉所謂的'黑暗'，我只是通過考慮暗能量的影響來解釋我們現在所說的'暗物質'，而且[暗能量]實際上給出了相同的結果影響。”
應該指出的是，Verlinde正在從一個特定的角度作為一個字符串理論家來解決暗物質問題，並且正在努力將其應用到這個角度。不列顛哥倫比亞大學物理學教授Mark Van Raamsdonk說，應謹慎對待這種方法。
“這種可能性很有趣，但據我所知，它不是基於數學上一致的精確模型，”Van Raamsdonk說。“相反，他正在利用自己的直覺拼湊出一套想法，並提供一個事情如何運作的故事。他是一位非常有成就的物理學家，所以我認為他的直覺值得關注。“
早年
到目前為止，Verlinde自信地支持的想法已被證明在數學上和觀察上都是有效的 - 至少就銀河旋轉曲線而言。真正的項目將建立一個描述不止星系旋轉的理論。法蘭克福高級研究所研究員薩賓霍森費爾德說，一個重大挑戰將是描述早期宇宙的演變。
目前，納入粒子暗物質的理論正確地預測了觀測到的宇宙微波背景中的溫度變化。“不幸的是，Verlinde的自發引力模型不允許進行必要的分析[證明其有效性] - 至少現在還沒有，”
維林德意識到這個年輕理論的缺點，但相信他可以在將來解決他們的問題。
“我只專注於試圖解釋這些旋轉曲線，但暗物質已被用於瞭解早期宇宙的許多其他部分，”Verlinde說。“我必須解釋星系如何形成，而且我們在宇宙微波背景中看到的是這些波動。如果我想描述宇宙的演變，我必須計算更長時間尺度上發生的事情。這是我的下一步。“
尋求支持
對於Verlinde來說，在全球範圍內推廣這個想法一直是一項相當艱鉅的任務。鑑於這個想法對普遍的信念對比如此強烈，他甚至在他自己的隊友中也只有少數盟友。
“我必須將我的想法出售給不同的觀眾，而不僅僅是以其他方式處理暗物質的宇宙學家和人，還有我的弦理論同事，”他說。“我認為人們慢慢開始看到我的推理邏輯的優點。”
“還有很多工作要做，但我認為這是一個更好的理論，而不是假設存在暗物質。因為如果暗物質有許多形式，人們可以想象它就在那裡，並且有這些理論的動物園，並且沒有人真正知道它是哪一個，也許所有這些都是錯誤的。“
無論維林德的理論如何總體追求理解，結果都有令人振奮的前景。
Van Raamsdonk說：“無論如何，試圖理解重力和量子糾纏之間這些新關係的含義是非常令人興奮的，我們中的許多人正在努力研究這將導致什麼。“即使Verlinde對暗物質的具體解釋並不正確，我們已經在學習有關重力和黑洞的新知識，而且我很樂觀地認識到，我們將學習關於宇宙學，暗能量或大爆炸。”
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