天文新发现：地球正陷于一个真空的反常时空泡沫中

 

这张钱德拉X射线照片显示仙后座A （Cassiopeia A） --最年轻的超新星在银河系中的残骸。（图片：NASA/CXC/MIT/UMass Amherst/M.D.Stage et al）

9月30日，宇宙网发表了题目为"我们生活在宇宙泡泡中吗？"的天文学家对地球的最新发现。这项研究将发表在近期的《物理评论快报》（Physical Review Letters）杂志上。

文章说，宇宙中存在暗能量已足够令人匪夷所思，但现在科学家又提出更奥秘的概念──地球正陷于一个真空的反常时空泡沫中。科学家认为此理论或许可以解释宇宙的加速膨胀状态，而主流的物理学解释则是认为宇宙膨胀由暗能量引起。

暗能量是科学家假设的一种力，能抵消掉引力的作用从而推动了宇宙的加速膨胀。据估计，暗能量约占宇宙总能量的74%，另外21%是暗物质，剩于的5%为普通物质。

美国宇航局Swift 卫星拍到的24个超新星爆发的一些照片综合（图片：NASA（美国宇航局））

目前科学家还无法判断宇宙膨胀是因为暗能量存在还是真空泡沫假说成立。但最新研究表示可对泡泡假说做潜在的测试。如果地球是位于宇宙中较稀疏的特别区域内，那观测其它物体的结果可能比其真实位置更远，这就代表并不需要以暗能量来解释天文学的观察。

英国牛津大学的研究员提摩西．克利敦(Timothy Clifton)表示，"如果我们生活在一个巨大的低密度空间内，时空本身是不会加速的。但也许能观察到，如果用一般的方式解释，就是它们看起来是在加速。"

科学家首次发现加速是因为观察到遥远的超新星似乎远离我们的速度比通常要快。一类被称为Ia型的超新星是一种有用的距离指标，因为超新星爆发总是有相同的固有亮度。由于光旅行的越远，就越暗，这意味着，当超新星的亮度微弱时，表示它们离我们很远，当超新星很亮时，它们离我们很近。

如果我们处在一个物质比其它地方相对少的位置，围绕我们的时空可能与外部不相同，因为物质会扭曲时空。从泡泡外的超新星上发出的光看起来较为暗淡，因为它一旦進入泡泡内，就会变得比我们所期望的还分散。

对于真空还有另外一个问题，就是它可能违反天文学遵循了450年的原则，即地球所在的宇宙并不特殊。当哥白尼提出地球环绕太阳的理论时，对于当时的科学界产生革命性的撼动。从此以后，多数理论都必须符合哥白尼的学说。但如果认为地球非常特殊，就未必符合此观点。克利敦向空间网表示，"我们居住在真空地方的这个概念表示我们住的地方很特别。而通常的宇宙学模型是建立在我们居住的地方是宇宙内的一个具有代表性的地方的思想上。"

克利敦和牛津大学的其他研究员皮德罗．佛瑞亚(Pedro G. Ferreira)、凯特．兰德(Kate Land) 表示，接下来几年他们将能分辨出暗能量和真空。他们指出美国国家航空局和美国能源部将会在2014和2015年進行"暗能量联合任务"。预计观察大约 2300颗超新星来推测宇宙的膨胀。
科学家建议透过观察宇宙中某一区域很大数量的超新星，应该能判断出物体是否真正在加速远离还是其发出的光线路径在真空中弯曲。

前不久天文学家发现太阳在被抛离他所在的位置，银河系中两个旋转臂的消失，还有大量恒星的诞生和超新星的爆发，银河系正在变成宇宙中的孤魂野鬼，等等，都在向世人昭示宇宙在发生巨变，而这种巨变已开始从遥远的星际移到了我们的家园--地球。

这样的改变对观星象知人间变化的古人来说，早已是大惊失色，象超新星的爆发往往标志着灾祸。而今天地球已被观察到"正陷于一个真空的反常时空泡沫中"，离宇宙是越来越远。这样的天象，所昭示的是人间正在发生史无前例的巨变。

参考文献：

http://www.space.com/scienceastronomy/080930-st-universe-void.html