本文图片
当前研究人员寻求一种非传统的宇宙学观点 ， 即不考虑暗物质 ， 发展出可以匹配宇宙微波背景(CMB)观测结果的模型[1] ， 这里宇宙微波背景(CMB)指的是大爆炸的残余辉光 。 这个无暗物质模型是所谓的MOND(牛顿动力学修正)理论的延伸 ， 该理论假设星系尺度上的引力与标准牛顿力不同 。 之前基于MOND的模型无法重现CMB 。 Skordis和Z?o?nik表示 ， 他们的模型可以通过对星系团和引力波的观测进一步验证 。
MOND理论最早是在30多年前提出来的 ， 用来解释星系旋转数据 ， 而不用引入神秘暗物质的存在[2] 。 MOND的支持者提出了另一个谜题 ， 即当加速度小于10-10m/s2的阈值时 ， 引力会发生变化 。 这个想法并非源于任何潜在的理论 ， 但令人惊讶的是 ， 相同的加速度阈值适用于几乎所有的星系 ， 无论星系大还是小 ， 年轻还是年老 。
暗物质比MOND更受青睐的主要原因是暗物质与更大范围的天体物理观测相一致 。 例如 ， 暗物质可以解释星系对来自遥远天体的光造成弯曲(引力透镜效应) ， 而最初形式的MOND则不能 。 不过研究人员已经发展出所谓的相对论性MOND模型 ， 该模型可以符合引力透镜的观测[3] 。 但到目前为止 ， 该理论的这些修正版本都无法重现CMB的数据 。 捷克科学院的Constantinos Skordis说：“如果这个理论不能做到这一点 ， 那么就不值得进一步考虑” 。
Skordis和来自捷克科学院同事Z?ósnik现在构建了一个受MOND启发的模型 ， 该模型解释了宇宙微波背景辐射 ， 同时也与引力透镜观测和引力波速度测量相一致 。 该模型延续了MOND最近的研究成果 ， 即假设存在两个场 ， 这两个场弥漫于整个空间 ， 它们共同作用就像一个额外的引力 。 其中一个场是一个标量场 ， 类似于与希格斯玻色子相关的希格斯场 。 另一个是矢量场 ， 它在空间中的每一点都有一个方向 ， 有点像磁场 。
Skordis和Z?ósnik设置了模型的参数 ， 以便在早期宇宙中 ， 让引力修正场产生类似暗物质的引力效应 。 以这种方式模拟暗物质确保了观测到的CMB模式得以重现 。 这些场随着宇宙时间的推移而演化 ， 最终引力会遵守最初的MOND模型 。
Skordis说 ， 这个模型类似于其他被提出用来解释暗能量的替代引力模型(见观点：Reining in Alternative Gravity) 。 他说 ， 所有的宇宙学模型都会添加一些东西(新粒子或新场)来解释观测结果 。 他承认 ， 暗物质模型不同于通常基于基本对称原理的模型 ， 新模型并没有考虑到潜在的理论 。 然而 ， 这种理论基础可能会被新的MOND模型所揭示 。
俄亥俄州凯斯西储大学的宇宙学家Stacy McGaugh说：“这确实是一个巨大的突破 。 多年甚至几十年来 ， 人们在很大程度上忽视了MOND ， 因为它似乎不可能做到Skordis和Z?ósnik现在所做的事情” 。 但是纽约Flatiron研究所的宇宙学家DavidSpergel发现新的模型是“巴洛克式”的 。 他认为 ， 相对论性MOND模型只有在有效地假设暗物质的复杂形式时才能起作用 。
推荐阅读
- Apple|苹果高管解读AirPods 3代技术细节 暗示蓝牙带宽可能成为瓶颈
- IT|禁而未止 电子烟线上销售“暗度陈仓”
- 副本|云信达引领CDM赛道，帮助企业盘活副本暗数据
- 电量|手机暗黑模式“颠倒黑白” 除了省电 其实还有这些作用
- 像素|手机暗黑模式“颠倒黑白” 除了省电，其实还有这些作用
- 水蒸气|我生物质发电研究取得新突破 助力“双碳”目标实现
- 实验|我生物质发电研究取得新突破 助力“双碳”目标实现
- 放射性物质|世界首座“不会熔毁的核反应堆”并网发电
- 太阳系|日本隼鸟 2号采回“龙宫”岩石：证实为太阳系里已知最原始的物质
- 数字货币|俄罗斯央行副行长暗示将取缔民间加密货币