时空波动可预测宇宙未来？ 科学家：在此之前我

自上世纪二十年代开始，天文学家们就知道宇宙在不断膨胀。最早起源于爱因斯坦的广义相对论，随之推导出目前大众广泛接受的宇宙模型宇宙大爆炸理论。不过，在上个世纪九十年代，事情发生了变化，更精确的观测表明宇宙膨胀的速率数十亿年来还在不断加速。这就引出了暗物质理论，一种不断推进宇宙膨胀的神秘物质。被称之为遗失质量的物质成为了寻找这种难以捉摸能量的关键，至少为此提供了一个明确的理论框架。最近，一份新研究试图通过假设宇宙是由于空间与时间的波动而不断膨胀的来解决这个问题。

这份研究由英属哥伦比亚大学UBC的物理天文学博士生Qingdi Wang主导负责，由UBC教授William Unruh监管，另一名博士生Zhen Zhu提供协助，他们提供了一个研究暗物质的新角度。那么时空波动可预测宇宙未来？科学家认为，在此之前，我们要解决一个问题，即真空能理论到底靠不靠谱。

研究团队从两大宇宙学理论之间的矛盾入手，这两大理论不是别的，正是广义相对论和量子力学，基本解释了宇宙中大部分的物理本质。但当涉及到引力方面时，这两个理论是相互矛盾的，因为科学家们目前还无法用来量子力学来解释。暗物质的存在和宇宙大爆炸是产生分歧的另一个因素。比如，当下最流行的暗物质理论之一真空能量理论，就体现出了极度的不一致。

根据量子力学理论，真空能量的密度应该极大。但如果真的如此，按照广义相对论，这种能量的引力作用也会极大，足以造成宇宙大爆炸。然而，一些科学家们希望通过修改广义相对论及量子力学理论来解决这些矛盾。科学家建立了一组新的真空能量计算模型，考虑了其超高密度。如果在极小的环境下（比电子还小数十亿倍），时空结构将非常不稳定，不停地膨胀收缩。

在不断膨胀收缩的过程中，振荡产生的结果是宇宙将缓慢膨胀，但有一定的加速度。在演示了计算后，科学家发现这种解释将使量子真空能量密度存在的理论与广义相对论相吻合。而且，还能解释近一个世纪以来，我们在宇宙中所观测到的现象。与相互矛盾的宇宙理论相反，天文学家提出了宇宙始终在运动的概念。在这种情况下，真空能量所带来的影响最终会自我抵消，同时会加速宇宙膨胀。