爱因斯坦的引力理论面临重大挑战:暗能量、暗物质和哈勃张力(3)

2024-09-26 来源:飞速影视

爱因斯坦的引力理论面临重大挑战:暗能量、暗物质和哈勃张力


引力透镜是指当光线从一个遥远的天体发出时,沿途遇到一个强大的引力源(比如一个星系或者一个黑洞)光线会被弯曲和放大,从而使我们看到天体的形状和位置发生变化。声波振荡是指在大爆炸之后不久,当原子核和电子还没有结合成原子时,由于光子和重子(比如质子和中子)之间的压力和引力作用,产生了一系列类似于声波的密度波,在空间中形成了特定的模式。这些模式可以在今天的微波背景辐射中观测到,并且提供了关于早期宇宙结构和演化的重要信息。
但是事实上大部分宇宙都是由暗势力和物质组成,并且取得了不合理的值,这促使许多物理学家怀疑爱因斯坦的引力理论是否需要修改才能描述整个宇宙。LCDM模型虽然成功地描述了许多观测结果,但是也存在着一些问题和局限性。首先,LCDM模型并没有从基本原理出发来解释暗能量和暗物质是什么,而只是将它们作为参数来拟合数据。其次,LCDM模型也不能解释一些新的观测现象,比如暗流和暗辐射。暗流是指一些星系团似乎受到一个未知的引力源的牵引,而不是随机地运动。暗辐射是指一些未知的粒子或场,它们可以与光子相互作用,从而影响微波背景辐射的性质。
几年前出现了一个新转折点,当人们意识到用不同方法测量宇宙膨胀率——被称为哈勃常数——会得到不同的答案——这是一个被称为哈勃张力的问题。

爱因斯坦的引力理论面临重大挑战:暗能量、暗物质和哈勃张力


不一致,或者说张力,是指两个哈勃常数的值之间的差异。 一个是由LCDM宇宙学模型预测的数字,这个模型是为了匹配从大爆炸留下的光(宇宙微波背景辐射)而发展起来的。另一个是通过观测遥远星系中爆炸的恒星——被称为超新星——来测量的膨胀率。这两个值之间的差异达到了4.4倍标准差,这意味着如果LCDM模型是正确的,那么这种差异出现的概率只有0.00006%。这就表明LCDM模型可能存在着某种系统性的错误或者遗漏了某种重要的物理效应。
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