所以光也能被彎曲?科學家發現物質暗能量,或將改變光的軌跡

2020-12-01 騰訊網

據英國報導，科學家們可能已經發現了古代光線在宇宙中穿行的線索，這可能會為暗能量和暗物質的性質提供支撐材料。由此一來，暗能量或將改變光的軌跡。

科普一下，暗能量是一種『奇特力量』的名字，這種力量會導致宇宙隨著時間的推移加速，而不是減速。暗物質是不吸收、反射或發射光線的粒子，因此無法被探測到；它們構成了宇宙中85%的物質和四分之一的質量。

東京大學粒子與核子研究所(IPNS)和馬克斯·普朗克天體物理研究所(MPA)的這項新發現研究了宇宙大爆炸後存在的背景微波輻射及其對稱性。目前的物理定律被認為在一個系統中的作用方式與在另一個系統中的作用方式相同，在另一個系統中，所有空間坐標都被翻轉。這種對稱性被稱為「奇偶」。

然而，如果有可能打破這種對稱性，它可能會揭示更多關於宇宙中神秘暗物質和暗能量的信息。在這一背景輻射中發現了一種潛在的違規行為。在第一次爆炸40萬年後，大爆炸發出的光被電子散射後變得「偏振」。這類似於太陽發出的未偏振光在被大氣中的水滴散射並形成彩虹時變得偏振。

當光穿過宇宙時，它與暗物質和暗能量相互作用，並可能導致偏振面旋轉。IPNS的博士後研究員Yuto Minami說：「如果暗物質或暗能量以違反宇稱對稱性的方式與宇宙微波背景光相互作用，我們可以在偏振數據中找到它的特徵。」科學家們使用普朗克衛星上的偏振敏感探測器來測量旋轉角，並了解了偏振敏感探測器相對於天空的方向。這在歷史上一直是具有挑戰性的；探測器本身造成的旋轉不確定性已經擾亂了之前對宇宙偏振角的測量。

科學家們發現，銀河系內塵埃發出的光傳播的距離比古老的光短，這意味著它既不受暗物質的影響，也不受暗能量的影響。「我們開發了一種新的方法，利用銀河系中塵埃發出的偏振光來確定人工旋轉，」南美說。「有了這種方法，我們的測量精度比以前的工作提高了一倍，終於可以測量(旋轉角)了。」不幸的是，只有在99.2%的置信度水平下才能檢測到奇偶對稱的破壞。一項新發現要有效，其置信度必須達到99.99995%。

「很明顯，我們還沒有找到新物理學的確鑿證據；需要更高的統計學意義才能證實這一信號。」但我們很興奮，因為我們的新方法終於允許我們進行這種『不可能』的測量，這可能指向新的物理。「日本宇宙航行研究所所長、IPMU首席研究員小松榮一郎(Eiichiro Komatsu)說。這項研究發表在11月23日的《物理評論快報》上。

科學家們認為暗能量可能是宇宙的「精華」--它本身就是一種物質，而不是之前認為的空間中的常量。理論物理學家馬克·卡米揚科夫斯克(Marc Kamionkowsk)在1998年研究了Quintessence，他告訴《自然》雜誌：「我認為，在過於緊張之前，我們可能會非常仔細地研究這一切。」

如果發現這是真的，它將徹底改變人類對物理學定律的理解，因為物理學定律並不能預測任何形式的精髓。它還可能改變宇宙的記錄年齡，這是根據普朗克研究所收集的數據計算得出的。然而，目前支持它的研究還不夠有力，不足以被接受

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