你敢信吗?我们能看到的太阳、地球、星系,加起来只占宇宙的5%,科学家说剩下的95%全是看不见的“暗物质”和“暗能量”。
这个说法统治宇宙学25年了,但最近情况有点不对劲。
2025年,中国科协把“暗能量与哈勃常数危机”列为十大前沿科学问题,韦伯望远镜的新数据让这个危机更严重了。
欧洲刚发射的欧几里得望远镜正带着6亿像素的“大眼睛”寻找答案,有人说这可能要改写爱因斯坦的引力理论,到底发生了什么?
现在的宇宙学标准模型,就像一张简化版世界地图,科学家用它解释宇宙如何从大爆炸演化到今天。
这张地图的核心是“Lambda冷暗物质模型”,简单说就是:宇宙里有5%的普通物质,25%的暗物质,70%的暗能量。
暗物质就像宇宙的“骨架”,虽然看不见,但通过引力把星系拉住,暗能量更神秘,被认为是一种排斥力,正在把宇宙越推越远,让膨胀速度越来越快。
这个模型解释了很多观测现象,支撑了几十年的研究。
问题出在“哈勃常数”上。这东西就像宇宙的“速度计”,测量宇宙膨胀的快慢,用不同方法测,结果却对不上。
用早期宇宙遗迹算出来的数值,比直接观测近处星系得到的结果小了不少,2025年韦伯望远镜的新数据更证实了这个矛盾不是误差,而是真的存在。
辛辛那提大学的杰西卡・缪尔说:“我们连宇宙95%的成分是什么都不知道,这让人很不舒服。”
更奇怪的是类星体的分布,那些遥远的明亮天体排列方式和模型预测的不一样,科学家叫它“类星体偶极子异常”,就像你按地图找路,却发现实际街道和标注对不上号。
有人觉得地图本身没问题,只是我们漏看了些细节,但坎特伯雷大学的戴维・威尔特郡教授不这么想,他研究得越深入,越觉得我们一开始就假设错了。
现在的模型假定宇宙在各个方向上都差不多,就像一碗均匀的汤,但实际宇宙更像结块的粥,有的地方星系密集,有的地方空无一物。
威尔特郡说:“我们在假设答案,而不是解释它。”他认为爱因斯坦的理论里藏着我们没发现的效应。
引力会减慢时间,这是爱因斯坦早就说过的,那宇宙中物质多的地方和空的地方,时间流逝速度不一样,膨胀速度自然也不同。
威尔特郡团队提出,我们看到的加速膨胀,可能只是因为恰好住在物质较少的区域,这里膨胀本来就快,根本不需要什么暗能量,是我们的观测视角骗了自己。
芝加哥大学的海莉・麦克弗森正在用超级计算机做实验,她建了个更复杂的宇宙模型,不做那些简化假设。
初步结果显示,简化假设的影响可能很小,但她也承认:“要确定这些假设是否重要,还有很多工作要做。”
还有更激进的想法,2025年提出的正交碰撞理论说,我们应该放弃“引力拉拽”的世界观,换成“膨胀力推动”的思路。
就像以前大家觉得太阳绕地球转,后来才发现是地球绕太阳转,也许换个角度,暗能量和暗物质的问题就自动消失了。
解决争论的关键武器来了,2023年发射的欧几里得望远镜正在给宇宙拍“高清大图”,它带着6亿像素的摄像头,要测量数十亿个星系的位置和距离。
这台望远镜有两个绝招:看超新星爆炸的亮度变化,找宇宙早期留下的“声波遗迹”。
这些观测能帮我们更精确地计算宇宙膨胀速度,欧洲航天局的瓦莱丽亚・佩托里诺博士说:“宇宙常数就像手动添加的参数,背后没有真正的理论支撑。”
她怀疑暗能量可能不是单一物质,而是多种力量的组合,就像我们身边有电磁力、引力等多种力一样。
欧几里得的观测数据可能会验证威尔特郡的猜想,他半开玩笑地说:“如果我错了,五年后我就退休了。”
但大多数科学家没这么极端,缪尔认为标准模型虽然不完美,但还能用,她也期待望远镜能找到模型的“裂缝”,那将是新物理学的开始。
中国科学家也在行动,2025年中国科协把“暗能量与哈勃常数危机”列为前沿科学问题,这意味着更多资源会投入这个领域。
就像当年人类争论地球是不是宇宙中心,最终靠望远镜观测解决了问题,现在的望远镜正在看向宇宙更深处,寻找那些不符合理论的细节。
这场争论的核心,其实是人类如何理解“虚无”我们把看不到的东西统称为暗能量,就像古人把不懂的自然现象归为神明。
随着观测技术进步,那些曾经的“虚无”正在显露出真实面貌。
如果暗能量真的不存在,那爱因斯坦的广义相对论需要重大修正,这意味着我们对引力的理解还有巨大漏洞。
如果暗能量存在但会变化,那我们需要新的理论来解释它的本质,无论哪种情况,宇宙学都将迎来大革命。
欧几里得望远镜的观测数据会在未来几年逐步公布,到时候可能会证明暗能量确实存在,只是比我们想的更复杂,也可能发现我们对引力的理解真的错了,需要建立新的宇宙模型。
威尔特郡说得好:“科学进步不是靠证明谁对谁错,而是靠不断逼近真相。”
宇宙最神奇的地方,可能就是它把大部分秘密都在看不见的地方,人类从地心说到日心说,从牛顿力学到相对论,每次世界观的转变都来自对“异常现象”的坚持。
现在,哈勃张力和类星体异常就像宇宙给我们的提示,暗能量这个概念可能只是过渡性的工具。
或许未来的教科书会说:21世纪初的科学家用暗能量解释宇宙膨胀,直到欧几里得望远镜发现了关键证据,让我们终于理解了那个占据宇宙95%的“虚无”到底是什么。
而那5%的可见物质,不过是宇宙大舞台上最闪亮的小配角。
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