地球与环境 2022-01-18 10:54

EPJST的特别版,由Balasubramanian Ananthanarayan,班加罗尔印度科学研究所高能物理中心,和Subhendra Mohanty,物理研究实验室理论物理系,Navrangpura, Ahmedabad,汇集了一系列论文,重点是提高我们对宇宙加速膨胀和驱动宇宙膨胀的暗能量本质的理解。

莫汉蒂说:“尽管粒子物理学和宇宙学在理论和观测方面取得了进步,但我们只了解了宇宙的5%。”“宇宙的剩余物质和能量由暗物质组成,暗物质解释了星系的旋转速度和宇宙结构的形成,暗物质加速了宇宙的膨胀。”

随着理论的日益健全和观测的日益精确,所谓的“黑暗宇宙”之谜一直悬而未决,除此之外,我们对宇宙的最佳描述之间也出现了令人不安的差异。例如,天文观测和宇宙学标准模型给出的加速度比粒子物理标准模型给出的加速度要小得多。Mohanty解释说:“如果不同的观测结果之间的差异在经过更精细的观测之后仍然没有得到解决,那么这就意味着Lambda CDM的基本模型——宇宙学最受欢迎的标准模型——需要改变了。”“可能存在暗物质和暗能量等不同领域之间的相互作用,这是我们尚未认识到的。”

研究人员指出,解决这种差异的失败也可能意味着,我们目前使用光谱红移和使用标准烛光(如1a型超新星或造父变星变量,其光度随时间周期性变化的恒星)来测量宇宙距离的方法需要修正。

Mohanty继续解释说,在这个领域有两个研究方向,第一个是对观测数据的检验和解释,这些数据告诉我们暗能量的存在。第二部分是对暗能量本质的微观理解——暗能量是一种具有负压的流体。正如莫汉蒂指出的那样,这使得暗能量不同于迄今为止观察到的任何其他粒子或场。

莫汉蒂总结道:“通过对加速宇宙的研究,揭示暗能量的本质,将打开我们对宇宙理解的最深处。”“理解暗能量的最好方法是将理论与观测紧密联系起来,这是由于宇宙学和粒子物理学中大量新的精确实验而可能实现的。”

参考

加速的宇宙:证据与理论。欧元。理论物理。J. Spec. Top. 230, 2051-2053(2021)。https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-021-00259-x