研究者提出了第五種自然力的假設
研究人員提出了第五種自然力量的假設,它可以解釋暗物質和暗能量之間錯綜複雜的關係,暗示著物理學標準模型的革命性擴展。物理學標準模型被廣泛認為是現代科學最偉大的成就之一。 它描述了宇宙中已知的四種力–引力、電磁力、強核力和弱核力,以及各種基本粒子及其相互作用。 從許多方面來看,它都是歷史上最成功的科學理論之一。
在粒子碰撞過程中,強子分裂成夸克和玻色子。 來源:俄勒岡大學
但它卻極不完整。標準模型只佔宇宙中所有物質和能量的不到5%。 大約25%歸因於暗物質,一種看不見的神秘物質。 剩下的70%是暗能量,一種驅動宇宙加速膨脹的令人困惑的力量。 儘管標準模型取得了成功,但它無法解釋宇宙中這些神秘的組成部分。
當天文學家首次發現暗物質和暗能量時,他們首先註意到的是它們明顯的相似性。 到底為什麼我們宇宙中的這兩種暗物質會具有大致相同的強度呢? 我知道,25% 和70% 聽起來並不十分相似,但在天文學–尤其是宇宙學中,它們基本上是完全相同的數字。也許它們的強度差不多只是巧合,是我們想太多了。
也可能是別的什麼。 聰明的物理學家提出了宇宙”暗區”內的聯繫,暗物質和暗能量在這裡相互對話。 這將使它們能夠互相追蹤對方的演變,確保它們在很長一段時間內對宇宙能量預算的貢獻大致相當。
要讓它們彼此對話,你需要一種力量。 但這種力不可能是任何一種已知的力,否則暗物質和/或暗能量也必須與正常物質相互作用,而我們早就能看到它們的更直接證據了。
因此,它必須是一種新的力,自然界的第五種力,與電磁力、重力、強核力和弱核力完全不同。 雖然這樣的想法還只是停留在假設的階段,但其中一些想法已經有了名字。
其中一個名稱是Quintessence, 即宇宙的第五種本質。 另一個是暗光子,這是一種像光子一樣在宇宙中旅行的粒子,但正如它的名字所暗示的,它是黑暗的。
為了驗證這些想法,我們必須從宇宙中尋找答案。 如果存在第五種力,它一定非常微妙。 對星系團、宇宙膨脹甚至中子星行為的觀測已經排除了第五種力更強的表現形式。 因此,我們還有很多工作要做–需要真正的海量資料才能找出一些與預期不同的訊號。
改編自今日宇宙上的一篇文章。