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暗物質與暗能量兩大宇宙“黑勢力”合流
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暗物質和暗能量是當代宇宙學未解的兩大謎，也決定著宇宙的最終命運，最新的理論表明：它們可能是一種東西。
國際先驅導報文章 在過去幾年間，科學家發現宇宙似乎充滿著不是一種而是兩種看不見的成分——暗物質和暗能量，它們占了宇宙整個物質構成的絕大部分，根據最新的估計，在宇宙構成中，暗能量占了75%，暗物質占23%，常規物質和能量只占2%。
兩大謎團合二為一
1970年代，天文物理學家為解釋星系的運動提出，一類看不見的粒子存在于星系周圍，這類粒子隨後被稱為“暗物質”。根據天文觀察資料，科學家們估計宇宙中暗物質有常規物質的10倍之多。對暗物質的一種解釋是，它們是由一類新的粒子“弱相互作用大品質粒子”（簡稱WIMP）組成的，這種粒子不能發光，並和常規物質幾乎不發生相互作用。迄今科學家們已做了大量實驗來搜尋這類粒子存在的證據。
1998年以來，為解釋宇宙加速膨脹運動，一些科學家又提出“暗能量”概念，認為暗能量作為一種巨大的斥力在推動宇宙加速膨脹。
揭示宇宙中這兩種“黑勢力”之謎成為了當前宇宙學的最大一個熱點。日前，美國範德比爾特大學的理論物理學家羅伯特·謝勒提出一個新模型，把這兩個謎縮減為一個，即認為暗物質和暗能量只是單一一種未知力量的兩個方面。6月30日一期《物理學評論通信》雜誌上刊載了描述他的這一模型的一篇文章。
他說：“思考這個問題的一個方式是：宇宙充塞著一種看不見的流體，這種流體會對常規物質施加壓力，並改變宇宙擴張的方式。” 謝勒認為，他的這一模型極其簡單，並可避免先前試圖把暗物質和暗能量統一起來的一些理論模型中的困難。
兩個不同的演化階段
謝勒在其理論模型中，把暗物質和暗能量統歸為一種稱為“標量場”的奇特能量形式。這種能量場有著嚴格的定義，而且性質複雜。在此，“場”是指一種具有能量和壓力、遍及整個空間物理量。宇宙學家最先是用標量場來解釋宇宙大爆炸之後的暴漲過程。根據暴漲理論，宇宙在大爆炸後即經歷了一個持續時間不到一秒但暴漲了幾萬萬億倍的急劇膨脹過程。
謝勒在其模型中引入了一個第二代標量場，稱為“K-本質”。“K-本質”這一概念是由普林斯頓大學的理論物理學家保羅·斯泰恩哈德等人為解釋暗能量而提出來的，但謝勒是第一個指出一種簡單的“K-本質”標量場也可以用來解釋暗物質的人。
科學家們之所以提出“暗物質”和“暗能量”兩個不同概念，原因是它們的表現不同。暗物質好像有品質並會形成巨大的團塊，宇宙學家事實上計算出這些暗物質團塊的引力作用在使常規物質形成星系的過程中起了關鍵作用。而暗能量相反地似乎是沒有品質的，並均勻分佈在整個宇宙空間，其作用與引力相反，是一種斥力，把宇宙推散開來。
“K-本質”標量場能隨時間而改變其行為。謝勒在研究一種非常簡單的“K-本質”標量場——其中潛在的能量是固定的——時，發現這種標量場在其演化的某一個階段時會發生團聚，導致看不見的暗物質粒子的效果，而隨後在另一個階段則會均勻分佈在整個空間，具有暗能量一樣的性質。 謝勒說：“這個模型在一段時間很自然地演化成一種像是暗物質的狀態，然後又進到像是暗能量的狀態。當我認識到這一點時，我想，‘這看來很有啟發意義，值得好好研究一下。’”於是，謝勒更詳盡地檢查了這個模型，發現它不會產生先前那些試圖把暗物質和暗能量統一起來考慮的理論模型的困難。
我們處在一個特殊時期嗎？
最早描述暗能量的理論模型是修改廣義相對論，引入“宇宙常數”這個量。“宇宙常數”是愛因斯坦建立靜態宇宙模型時提出的一個概念，為的是和引力作用平衡，防止這樣的宇宙模型在引力作用下收縮成一個點。但是，在天文學家觀察到宇宙在膨脹後，愛因斯坦放棄了這個概念，因為他覺得這個概念已經不必要了。現在一些解釋暗能量的理論模型重新引入“宇宙常數”概念，可以在很大程度上說明暗能量所導致的效應，但是這並不能解釋暗物質。
一種試圖把暗物質和暗能量統一起來的努力是恰普雷金氣體模型，這種理論模型以一位元俄羅斯科學家上世紀30年代的工作為基礎，能夠先形成類似暗物質的狀態隨後形成類似暗能量的狀態，但它不能說明星系的形成過程。
今年初，哈佛大學的尼瑪·哈卡尼-海默等人也提出了一種把暗物質和暗能量統一起來的模型，他們認為暗物質和暗能量是由一種看不見的、無所不在的流體的不同行為導致的，他們把這種流體稱為“幽靈冷凝物”。這個模型和謝勒的模型有類似之處。
謝勒本人承認，儘管他的模型有許多積極特徵，它還是有一些缺陷。例如，它需要特別細微的“微調”才能使模型工作。謝勒本人還警告說：還需要進行更多的研究來判斷該模型的表現是否和其他觀察材料相一致。另外，這個模型也不能回答這樣一個“巧合”問題：為什麼我們生存在一個計算所得的暗物質和暗能量的密度大體相當的時期？許多科學家懷疑這是否意味著目前的時期有什麼特殊之處。
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