暗能量可能是什么?
我们已经向你展示了暗能量的比例,以及发现暗能量的方法。但是,暗能量到底是什么?我们还不知道。我们知道它是一种力,当前它正在使宇宙膨胀,把宇宙里所有要紧的东西向外推。此时此刻,它推着我,推着你,推着我们知道的所有东西互相远离。不过,我们还不知道它是什么。
当前流行的观点是,暗能量来自空的空间的能量—没错,空的空间。
当我们说什么东西是空的时,我们的意思是那里面没有“东西”。说得专业一点,我们认为东西是空的反面。星系之间有些空间没有物质粒子,甚至没有暗物质。现在,请考虑这个情况:如果这个空的、没有物质的空间有能量(比如一缕红光或者嗡鸣一样的声波),那会怎么样?别问为什么,它就是有能量。如果这就是事实,这个能量就能提供一个引力效应,把宇宙向外推。
这听起来有点荒唐,却有着令人意外的合理性。事实上,在量子力学里,真空能量的存在很自然。根据量子力学,小物体(比如粒子)和大物体(比如人和腌菜)的世界运行规则很不一样。微粒可以做到腌菜做不到的事,比如拥有不确定的位置,比如穿过不可逾越的障碍,比如在被观测和不被观测的情况下呈现不同的样子。还有,根据量子物理,粒子可以在本来空的空间里从能量中突然出现然后又退回去。
量子力学给了我们不同的世界,相对论使我们放弃了绝对空间和时间的想法。既然如此,我们为什么不能接受看起来空的空间实际上充满了可以把宇宙推开的真空能量呢?
但这个解释存在一个问题:根据量子力学计算空的空间应该有多少能量时,科学家得到了一个太大的答案。这不是有一点大,而是大了1060~10100倍。这简直就是个古戈尔普勒克斯(googolplex,你可以自己去查一下这个词的意思)。人们估计整个宇宙的粒子数也就1085个。应该说,这个解释有点过头了。
暗能量还有其他解释,比如渗透到空间中的新型力或者特殊场(就是像电磁场那样的场)。这些作用场中有一些在概念上随时间变化,以解释宇宙的加速膨胀为何开始于50亿年前。这类理论有许多不同的版本,它们的共同点是很难验证。毕竟,这些作用场中有一些不与我们的粒子相互作用,我们很难探测它们。有些作用场可能会有新的特征粒子(就像希格斯场有希格斯粒子),但是那些粒子质量非常非常大,远超我们目前能测量的范围。那到底有多大呢?它们比我们以前见过的粒子都重,但是没有你家猫重。
这类理论都处于发展初期,它们仅仅是最早的原型理论,引导科学家发现更好的解释,直到我们最终了解宇宙中的大多数能量。通过比较,暗能量使暗物质看起来简单而且易于理解—至少我们知道它是物质。毫不夸张地说,暗能量可能是任何东西。如果500年后的科学家回过头来看今天的我们,我们当前关于暗能量的讨论可能让他们觉得滑稽,就像我们现在看原始人解释恒星、太阳。听古人说天气和上帝穿的长袍相关,我们也会觉得离奇。我们知道有强大的力量存在,它超出了我们的理解能力。关于宇宙,还有很多东西等着我们去学习。