入侵玄幻世界 第一百二十九章烏雲密布,通往未來

    花開兩朵，各表一支。

    趙無極那邊正在「飛天神龜」那裏，確保其安全修建完工，而那些閒暇的士兵也正在訓練，好儘快的適應新式動力裝甲，以便能夠迎接接下來的挑戰。

    而在此刻，李潛陽卻是愁眉苦臉，頭髮亂糟糟的顯然是許久不曾清洗，而那衣襟之上也粘着諸如牛奶、湯汁甚至是墨水之類的污漬，只是一對眼睛卻好似太陽一般炯炯有神，而在手中則是拿着一疊紙，上面寫滿了各類的數據和公式，至於上面寫的是啥，無人知道。

    「看你這樣子，應該有些答案了吧。」

    蒼老的眼神看着這位年輕的學子，沈寧真頓時覺得舒了一口氣，感覺心中沉着的大石頭已經落下。

    「是的，老師。在這些時候，我一直在觀察這個世界，雖然具體的存在機制依舊存在問題，不過某些東西已經研究透了。」李潛陽見到自己老師有些興奮的神情，眼神稍微有些黯淡，卻是想着有些猜想是不是應該掩藏起來？

    「什麼東西？不如說出來，讓我幫你參考一下？」沈寧真立刻提起了好奇心，問道。

    說實在的，自從他見到這蟲洞還有元靈界的存在之後，就一直在苦心研究這個世界的構成形式已經存在緣由，只是不知道究竟是因為過去觀念太過強大，又或者是自己年紀太老的原因，他始終參悟不透這個世界的古怪之處，故此再見到李潛陽有答案之後，竟然也產生了一些歡欣雀躍的心情。

    若是理論得以突破，或許人類即將引來一個嶄新的時代吧。

    帶着對未來的期待，沈寧真有些興奮的看着李潛陽。

    李潛陽手指立時捏緊，關節泛白：「老師。我想請問，您對暗物質有什麼了解的嗎？」

    「暗物質？」沈寧真心中咯噔一下，忽然感覺有些茫然，「你是說僅僅存在於推論當中，但是我們卻從沒有從實際中觀測到的暗物質嗎？」

    「沒錯。就是暗物質！」長吸一口氣，李潛陽緩聲說道，聲音異常沉重。

    在十九世紀末期的時候，很多的物理學家已經開始確信：物理大廈已經落成，所剩只是一些修飾工作。

    但是，那些科學家們在展望20世紀物理學前景的時候，卻若有所思地講道：「動力理論肯定了熱和光是運動的兩種方式。現在，它的美麗而晴朗的天空卻被兩朵烏雲籠罩了。」

    「第一朵烏雲出現在光的波動理論上。」

    「第二朵烏雲出現在關於能量均分的熱力學統計分佈理論上。」

    第一朵烏雲，主要是指邁克爾遜-莫雷實驗結果和元氣轉化學說相矛盾；第二朵烏雲，主要是指熱學中的能量均分定則在氣體比熱以及熱輻射能譜的理論解釋中得出與實驗不等的結果，其中尤以黑體輻射理論出現的「紫外災難」最為突出。

    最後，這兩朵烏雲導致了二十世紀最偉大的兩個理論的誕生。

    量子力學以及相對論的出現，徹底宣佈了經典物理學的終結，並且直接開啟了人類踏入下一個紀元的大門，迄今為止直到現在也還在持續性的為人類造福，維持着現代工業的持續性進步。

    但是在二十一世紀的時候。「暗物質」的出現卻宛如夢魘一樣纏繞在現代物理學之上，並且以其獨特卻又神秘的特性，吸引眾多的科學家為之着迷，甚至執着於去尋找其存在的證據，以及研究其形成的原理。

    從上世紀80年代中期開始，天文學家們通過對宇宙大尺度結構、微波輻射背景、引力透鏡、哈勃常數和宇宙年齡的測量以及數值模擬，逐步意識到宇宙的平均物質密度只是宇宙臨界密度的一小部分。並且在平坦宇宙的假設下，開始用觀測數據限制宇宙學常數。

    當時的問題在於不能很好地區分不需要宇宙常數的開放宇宙和需要宇宙學常數的平坦宇宙。

    而通過對太空超新星距離的觀察所得出的結果改變了這個狀況，因為宇宙尺度上的距離是對宇宙膨脹較為直接的測量，與其他結果有高度的互補性，並且具備足夠的敏感度和精度，顯示了紅移為0。5左右(距今約50億年)的超新星不僅比完全由物質組成的臨界宇宙所預期的暗。也比低物質密度、開放宇宙所預期的暗。

    在愛因斯坦廣義相對論的框架下，這些宇宙模型的膨脹必然是一直減速的，只有暗能量在今天佔主導地位的模型，才能以其很強的負壓強克服物質的引力，使宇宙由初期物質主導的減速膨脹過渡到目前由暗能量主導的加速膨脹，從而很好的解釋了ia型超新星的數據。

    由於頗為出乎意料，超新星的結果受到不少質疑。

    ia型超新星的極大光度彌散較大。在b波段(中心波長445nm)時，約為0。4星等，即有約40的不確定性，並不是很理想的標準燭光。

    ia型天文學家研究了9個超新星的數據，發現ia型超新星的極大光度與其光度衰減率有很強的相關性，按此修正之後，極大光度的彌散才能減小到0。15星等左右，成為實用的標準化燭光。

    雖然如此，但是因為這個結論僅僅是從較小的樣本上得出的，且缺乏很好的理論解釋，人們對這個經驗關係的誤差及其普適性存有疑慮。

    雖然如1998年和1999年ia型超新星的結果中，用於擬合彼此之間關係的訓練集樣本超新星已接近30個，數據質量有明顯的改善，菲利普斯關係的統計誤差也已計算在內，且其中一個小組使用了不同的方法，即通過整體擬合ia型超新星多波段數據來修正極大光度，從而獲得距離信息，並得出與另一組一致的宇宙加速膨脹的結論。

    ia型超新星的屬性(如光譜、極大光度、費利佩關係等)有可能隨紅移演化，造成與宇宙學距離隨紅移變化關係的混淆。

    已有的觀測表明，就總體而言，近鄰ia型超新星的光譜與中(高)紅移ia型超新星的光譜及它們隨超新星爆發過程的變化吻合得很好。

    雖然最近發現在紫外波段(靜止坐標系)中等紅移ia型超新星比近鄰ia型超新星略亮些，但1998年和1999年ia型超新星的結果是基於更長波長的數據(靜止坐標系)，所以不受影響。而且這個紫外波段的差異使得中(高)紅移超新星的距離被低估，若不加修正，只會削弱暗能量的證據。

    另一種可能性是在不同紅移處，不同亞類的ia型超新星的比例會有所不同，造成ia型超新星整體屬性的細微演化，例如上述紫外波段的差異就有可能受此影響，但目前沒有證據表明。這個問題嚴重地影響了ia型超新星的結果。

    當然，現有數據還不充足。一些微小的演化有可能被統計誤差掩蓋。對將來的大型項目來說，這些系統的誤差將會變得很重要。

    事實上，為了探測暗物質而發射的衛星探測器為暗能量的存在提供了很重要的證據。

    首先，通過這些大型太空望遠鏡，科學家們得以精確地測量了微波背景光子最後散射面的角直徑距離，這個距離可以直接限制暗能量屬性，也是宇宙微波輻射背景對暗能量限制的最主要的來源。

    其次，它對物質密度、重子密度等重要的宇宙學參數也給出了很強的限制，大大減小了其他觀測手段探測暗能量時受這些參數不確定性的影響宇宙平均曲率和宇宙學常數對微波背景數據有很強的簡併性。但只需將微波背景與哈勃常數結合，即可很好地限制宇宙平均曲率和宇宙學常數。

    若結合更多的數據，則可以限制暗能量的狀態方程。

    宇宙大尺度結構對暗能量的限制主要有兩個途徑。

    一個是類似於宇宙微波輻射背景，星系兩點關聯函數（或功率譜）的總體形狀可以用來測量宇宙學參數，如物質密度，然後結合其他數據，可以限制暗能量；另一個是星系關聯函數在約150mpc(500萬光年)尺度上的重子聲波振盪特徵。在線

    性理論下不隨時間演化，所以可以當作一個標準尺來測量不同紅移處的角直徑距離，進而限制暗能量。

    如果有精確的紅移信息，還可以通過測量不同紅移處的哈勃參數及大尺度結構增長率來限制暗能量和檢驗引力理論。

    而在以計算機模擬宇宙模型的時候，科學家們很明顯的就可以發現在很大尺度結構的線性演化剛好與宇宙的膨脹同步，而非線性演化又非常弱。使得引力勢在宇宙尺度上幾乎不隨時間演化，但在一個加速膨脹的宇宙里，引力勢在大尺度上是衰減的。

    因此多數的天文學家在通過分析宇宙微波輻射背景與星系分佈的關聯，發現星系密度的漲落與微波背景的溫度漲落的確有正相關性，這為宇宙加速膨脹提供了重要的證據。

    上述觀測結果對距離、大尺度結構增長和宇宙學參數都有不同的敏感度，都有各自的系統誤差。

    雖然對每一項結果都有可能找到一些不需要宇宙加速膨脹或暗能量的解釋，但是在現有的標準宇宙學框架內。將這些獨立的觀測綜合起來，以很高的精度揭示了一個低物質密度的平坦宇宙，要構成這樣的宇宙，一個被稱為暗能量的宇宙新組分是必不可少的。

    所以可以公平地說，雖然宇宙加速膨脹現象發現已有十餘年了，人們也進行了大量的實驗觀測和理論研究，但是暗能量的本質仍然是霧裏看花，朦朦朧朧，仍然是本世紀現代物理學和宇宙學的最大迷惑和挑戰之一。

    如果能夠解析它，或許人類也將會如同相對論和量子力學創建之後那樣，迎來一個嶄新的時代吧。(未完待續。)

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