理論物理學 實驗物理_理論物理學家認為 宇宙可能根本沒有膨脹
發(fā)布時間:2016-12-01 15:08
本文關(guān)鍵詞:理論物理學,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【科技訊】5月7日消息,據(jù)英國媒體報道,近日一項最新研究重寫了宇宙大爆炸之后的歷史,倫敦科學博物館外部事務主任科學家羅杰·海菲爾德(Roger Highfield)這樣說道。宇宙學家時不時覺得需要重新思考宇宙。例如,在過去的一個世紀里,他們將宇宙比作一個膨脹的氣球,上面裝飾滿星系。現(xiàn)在一名理論物理學家提出了一個異教般的觀點,即宇宙可能根本不在膨脹。
關(guān)于宇宙從未改變的觀點——一種持續(xù)的背景,它只改變我們對天空范圍的視野——早在很久以前就被擯棄,這主要是因為某些天文學家,例如埃德溫·哈勃(Edwin Hubble),在20世紀20年代的研究。
哈勃分析了星系的組成原子吸收或者釋放的光,主要關(guān)注于光的特征或者頻率。他知道如果星系遠離我們,那么這些光的頻率將朝光譜的紅色末端移動,就像我們聽到警笛聲遠離時音調(diào)會降低。望遠鏡的觀測結(jié)果顯示大多數(shù)星系會表現(xiàn)出“紅移”,并且隨著星系變得更加遙遠,紅移的程度會增加。從任何居住在這些星系里的人們的角度來看,放佛星系鄰居正在遠離你。雖然這個觀點聽上去非常單調(diào),但它標志著對宇宙本質(zhì)、起源和命運的革命性觀點的開始,這暗示著幾十億年前,宇宙比現(xiàn)在要更加密集,且始于宇宙大爆炸。
然而,近日德國海德堡大學的克里斯托弗·威特瑞奇(Christof Wetterich)教授發(fā)表的一篇新文章挑戰(zhàn)了這種傳統(tǒng)思考方式。他指出原子釋放的光也受到它們的組成粒子,也即電子的質(zhì)量的支配。如果原子質(zhì)量增加,那么吸收和釋放的光將朝光譜的藍色部分移動,反之則朝紅色部分移動。
由于光的頻率或者稱“音調(diào)”會隨著質(zhì)量的增加而增加,威特瑞奇教授辯論稱在很久以前原子質(zhì)量可能非常低,如果質(zhì)量在持續(xù)增加,那么古老星系的顏色將表現(xiàn)出紅移——而紅移的程度取決于它們距離地球有多遠。“我的同事尚未發(fā)現(xiàn)這一理論存在任何瑕疵,” 威特瑞奇說道。
威特瑞奇的研究表示宇宙根本沒有膨脹,甚至有可能在收縮的觀點已經(jīng)引起有些專家的重視,例如英國圣安德魯斯大學研究引力替代理論的宇宙學家趙洪生(HongSheng Zhao)教授。
“我并沒有發(fā)現(xiàn)威特瑞奇教授的數(shù)學處理存在任何瑕疵,20年前曾出現(xiàn)了這個觀點的初步版本,我認為探索宇宙膨脹的替代性觀點非常迷人,宇宙的進化就像彈鋼琴,從低音調(diào)逐漸過渡到高音調(diào)。”
對于自己的研究標志著兩種不同觀點的改變,威特瑞奇教授表現(xiàn)出超然甚至是幽默的態(tài)度。這兩種觀點代表了對現(xiàn)實的不同觀點:要不就是星系之間的距離在增加,,正如傳統(tǒng)觀點里所描述的,或者原子的大小在縮減從而增加了自身的質(zhì)量;或者是這兩種情況的復雜結(jié)合。威特瑞奇的觀點的優(yōu)勢之一在于它能夠在時間的起始處擯棄奇點,也即物理學原理瓦解的轉(zhuǎn)折點,的物理現(xiàn)象。宇宙大爆炸在遙遠的過去里已經(jīng)變得模糊不清:“宇宙鋼琴”的第一個音符太漫長太低沉了。
歐洲核子研究委員會(CERN)的物理學家、英國科學博物館現(xiàn)代科學的哈里·克里夫(Harry Cliff)認為,粒子質(zhì)量增加產(chǎn)生的效應類似于時空膨脹,這非常不可思議令人震驚。“利用兩種不同的方法思考同一問題往往會引發(fā)新的見解,” 克里夫說道。“例如弦理論都是類似這樣的‘二元性’,這使得理論學家能夠選擇使得計算更加簡單的觀點。”
如果威特瑞奇教授的觀點是正確的,它將為思考宇宙的新方式鋪平道路,或許我們會對宇宙重新認識。
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本文編號:200826
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