科学家们在 DESI 望远镜的支持下,提出了一个时空模型。这个时空模型是基于弦理论的。该模型表明,暗能量正在推动宇宙的加速。
物理学家提出了一个新的时空模型,这个模型是基于弦理论的,目的是解释暗能量。他们的假设显示,在极为微小的尺度当中,空间和时间的行为与我们在日常生活里所经历的情况是不一样的。
具体而言,研究人员持有这样的观点:时空是不可交换的。这就表明,空间和时间的测量顺序会对结果产生影响。一般情况下,在数学领域中,你进行计算的先后顺序并非总是关键所在(例如,2 加 3 等于 3 加 2),不过,要是数字处于括号中并且遵循 Bodmas 规则的话,情况就有所不同了。
在量子力学里,先测量位置再测量速度与先测量速度再测量位置会得出不同结果。这种行为显示时空具备量子特性。依据弦理论,这种量子行为使得宇宙随着时间的流逝而膨胀得越来越快,这种现象被称作宇宙加速。
令人惊讶的是,宇宙加速被认为是由暗能量所导致的影响。该模型不但暗示了暗能量的存在,还得出了一个与科学家之前测量的值相近的值。另外,他们的发现表明,随着时间的流逝,能量会逐渐减少。
暗能量光谱仪器(DESI)收集的观测数据对这一预测提供了支持。DESI 是一种望远镜工具,它很强大,其目的是研究暗能量效应以及宇宙膨胀。
将理论与观察联系起来
1998 年之后,科学家知晓了宇宙加速这一情况。然而,他们尚未找到能证明驱动宇宙加速的力量即暗能量的令人信服的证据。普遍看法是暗能量由真空中的量子效应引发,但其中存在一个扭曲之处。
如果暗能量是真空波动所导致的结果,那么其密度应当保持恒定。然而,依据 DESI 的观测数据来看,密度应该随着时间的流逝而逐渐降低。这便是标准模型不再适用的地方,而弦理论开始展现出其作用。
弦理论让研究人员可以在量子层面去探索时空。他们对于暗能量的阐释把我们所能想象到的极小之物(即与量子引力相关的普朗克长度)和我们所知晓的极大之物(整个宇宙的大小)相互关联了起来。
这种联系在物理学里是很重要的一件事,因为它意味着时空是不可交换的。它能够很自然地对宇宙中暗能量的数量进行预测,并且更关键的是,它预测出这个数量应该随着时间的流逝而逐渐减少。这种数量的减少正是科学家们在 DESI 实验数据里开始察觉到的。
迈克尔·卡维奇是该研究的作者之一,他表示:从我们的工作角度而言;你能够把 DESI 的结果视为;支持弦理论的首个观测证据;或许是弦理论与量子引力的首个可观察到的结果。
下一步是桌面实验
目前的模型为宇宙加速提供了理论证据,且这种加速是由暗能量驱动的。然而,这还远远不够,还需要进一步开展更多的工作。研究人员认为,当下正是进行桌面实验以验证他们的发现的时候了。
研究人员之一 Djordje Minic 称,我们研究量子引力的方法具有诸多含义。其中可能涉及到对复杂量子干涉模式的探测,这种模式在标准量子物理学中是无法实现的,但在量子引力中理应会出现。
这些实验的重点在于对量子干涉模式进行探测,目的是要表明量子引力是存在的。科学家们期望在接下来的几年当中,能够完全解开那些与暗能量以及宇宙量子特性相关的谜团。
这项研究发表在arXiv上。
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