双度规引力理论：引力中隐藏着斥力？

双度规引力理论

最近，来自蒙大拿州立大学的两位物理学家提出了一种方法来测试现有的一个引力理论，这或许可以替代神秘莫测的暗能量。暗能量是一种未知的东西，构成我们宇宙质能总量的70%。

正在加速膨胀的宇宙

自20世纪90年代以来，天文学家就已经知道，我们的宇宙正加速膨胀。但这讲不通，因为引力是像橡皮筋一样有吸引力的力量，它被认为会致使我们的宇宙坍缩，或者至少减慢膨胀的速度。

这篇论文的作者Andrew Sullivan表示，这就像你拿了一个球然后把它扔到空中，但是它没有掉下来，而是越来越快地向上跑。于是，科学家推测，宇宙中应该存在某种力正在推动宇宙加速扩张，而“暗能量”则成为了这种神秘力量的候选者。

宇宙加速膨胀需要暗能量吗？

引力的隐藏一半？

解决宇宙加速膨胀之谜的另一种方法是修改引力理论本身，如果假设引力在极长的距离上开始相互排斥，就能解决这个问题。换句话说，阻止我们脱离地球表面的引力可能会同时撕裂宇宙。

早在20世纪30年代，天文学家知道宇宙膨胀速率之前，沃尔夫冈o泡利等物理学家已经推测引力可能有双度规特性，即所谓的双度规引力。然而，他们当时的理论被所谓的“幻像模式”所困扰，这是一种产生荒谬解决方案的理论的一部分。Sullivan表示，如果一个理论有一种幻像模式，那它通常无望成功。

2009年，物理学家Claudia de Rham、Gregory Gabadadze和Andrew Tolley共同发现了双度规引力理论的一种“无幻象”解释，该理论将有可能再次进入人们的视野，并成为替代暗能量的可能答案。虽然这个理论不再显得荒谬，但并不意味着它是正确的，它还需要经受住科学方法的考验。英国牛津大学的物理学家Johannes Noller表示，这些理论面临的最大挑战之一是它们极难观察到。

广义相对论认为引力是时空弯曲的表现

如果引力在极远的距离上确实会有不同表现，这个距离甚至比我们的星系还大得多，它的效应弱到无法在太阳系的距离上观察到，那么科学家如何检验该理论呢？

新的引力波探测器

2015年，通过激光干涉引力波天文台（LIGO）的超高灵敏度，科学家在历史上第一次直接探测到了引力波。在这一突破之前，天文学家基本上只能通过光（电磁波）来观测宇宙。随着引力波探测器的出现，科学家现在可以用一种不同的方式来观察我们的宇宙，即通过测量经过时空本身结构的涟漪。

Noller表示，有了这些新的引力波观测，我们现在有了新的方法来测试和约束这些引力理论。

双中子星合并

如果双度规引力真实存在，引力确实随距离而改变（与爱因斯坦的广义相对论相违背），那么，物体的质量将取决于它与观察者的距离。该论文表示，对超重天体的观测，比如两个中子星相互环绕，将使科学家能够把地球上测量到的中子星质量和每颗中子星质量如何影响对方的行为作比较。

如果双度规引力是真实的，未来的物理学家可以使用越来越灵敏的引力波探测器和望远镜来验证这种理论，并解决暗能量的问题。

该论文已经发表在《经典和量子引力》（Classical and Quantum Gravity）杂志上。