量子力学理论揭开“暗能量”真面目？

从直觉来讲,宇宙的膨胀应该慢下来,但宇宙的加速膨胀被假定是由暗能量来推动的,称其为"暗"是因为这种能没有被检测出来。目前,参与一个称为Essence的国际合作计划的科学家表示,爱因斯坦提出的"宇宙常数"的量子力学阐释是暗能量的最简洁的解释。他们对暗能量的测量达到10%的精度。

科学家认为量子力(quantum mechanical force)与暗能量有关,如荷兰科学家Hendrick Casimir在1948年推断同时出现在宇宙中的光子可能将极微小的微机电系统碟(microelectromechanical system plate)推到一起,此后普渡大学(Purdue University)教授Ephraim Fischbach和洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratories)的Steve Lamoreaux都测量了Casimir力。

Essence成员使用来自宇宙中最古老的60个星系的数据来测量这些极微小的力(即暗能量)的最初来源。他们使用了4米口径的Cerro Tololo Interamerican Observatory Blanco望远镜收集了4年的数据,使用位于智利的8.2米口径的甚大望远镜VLT(Very Large Telescope)和6米口径的Magellan望远镜、位于夏威夷的4米口径的Keck望远镜和10米口径的Gemini望远镜来核实测量结果。

位于四大洲的38位Essence研究员得出结论,暗能量是空间(empty space)发出的力。从量子力学的角度看,真空并不稳定。根据统计理论,光子和亚原子粒子逸入真空表明"空"只是大概的概念:其中充满了处于常态的粒子和反粒子。目前,科学家已能够证实真空漂移的存在。

哥本哈根大学(University of Copenhagen)团队的首席研究员Tamara Davis表示,真空的能量和真空漂移是相对的,但肯定它们完全相同,我们对收集到的最新数据进行了分析,检验各所有的不认为真空能量是宇宙膨胀的源头的模型,它们都没有爱因斯坦的宇宙常数的量子力学阐释是宇宙膨胀的推动力的模型更有说服力,而这个模型却最为简洁。Davis与同事Jesper Sollerman在Danish Dark Cosmology Centre进行这项研究工作。

爱因斯坦为支持静态宇宙而不是膨胀的宇宙而提出了宇宙常数。研究人员认为,真空能量的量子力学阐释是宇宙膨胀的最可能的原因。

Davis表示,我们测量的是暗能量的状态方程,即表达暗能量的力与其密度的关系的表达式。Davis和同事将继续积累观察结果,尤其是当时与现在差别最明显的非常古老的宇宙,并计划研究欧洲粒子物理研究所(CERN)的世界上最大的对撞机Large Hadron Collider的结果。

根据Davis和其他天体物理学家的计算,除非真空释放出观察到的负压力,否则宇宙的70%就是由暗能量组成。