第一百二十九章乌云密布，通往未来
花开两朵，各表一支。 赵无极那边正在“飞天神龟”那里，确保其安全修建完工，而那些闲暇的士兵也正在训练，好尽快的适应新式动力装甲，以便能够迎接接下来的挑战。 而在此刻，李潜阳却是愁眉苦脸，头发乱糟糟的显然是许久不曾清洗，而那衣襟之上也粘着诸如牛奶、汤汁甚至是墨水之类的污渍，只是一对眼睛却好似太阳一般炯炯有神，而在手中则是拿着一叠纸，上面写满了各类的数据和公式，至于上面写的是啥，无人知道。 “看你这样子，应该有些答案了吧。” 苍老的眼神看着这位年轻的学子，沈宁真顿时觉得舒了一口气，感觉心中沉着的大石头已经落下。 “是的，老师。在这些时候，我一直在观察这个世界，虽然具体的存在机制依旧存在问题，不过某些东西已经研究透了。”李潜阳见到自己老师有些兴奋的神情，眼神稍微有些黯淡，却是想着有些猜想是不是应该掩藏起来？ “什么东西？不如说出来，让我帮你参考一下？”沈宁真立刻提起了好奇心，问道。 说实在的，自从他见到这虫洞还有元灵界的存在之后，就一直在苦心研究这个世界的构成形式已经存在缘由，只是不知道究竟是因为过去观念太过强大，又或者是自己年纪太老的原因，他始终参悟不透这个世界的古怪之处，故此再见到李潜阳有答案之后，竟然也产生了一些欢欣雀跃的心情。 若是理论得以突破，或许人类即将引来一个崭新的时代吧。 带着对未来的期待，沈宁真有些兴奋的看着李潜阳。 李潜阳手指立时捏紧，关节泛白：“老师。我想请问，您对暗物质有什么了解的吗？” “暗物质？”沈宁真心中咯噔一下，忽然感觉有些茫然，“你是说仅仅存在于推论当中，但是我们却从没有从实际中观测到的暗物质吗？” “没错。就是暗物质！”长吸一口气，李潜阳缓声说道，声音异常沉重。 在十九世纪末期的时候，很多的物理学家已经开始确信：物理大厦已经落成。所剩只是一些修饰工作。 但是，那些科学家们在展望20世纪物理学前景的时候，却若有所思地讲道：“动力理论肯定了热和光是运动的两种方式，现在，它的美丽而晴朗的天空却被两朵乌云笼罩了。” “第一朵乌云出现在光的波动理论上。” “第二朵乌云出现在关于能量均分的热力学统计分布理论上。” 第一朵乌云，主要是指迈克尔逊-莫雷实验结果和元气转化学说相矛盾；第二朵乌云，主要是指热学中的能量均分定则在气体比热以及热辐射能谱的理论解释中得出与实验不等的结果，其中尤以黑体辐射理论出现的“紫外灾难”最为突出。 最后，这两朵乌云导致了二十世纪最伟大的两个理论的诞生。 量子力学以及相对论的出现，彻底宣布了经典物理学的终结，并且直接开启了人类踏入下一个纪元的大门，迄今为止直到现在也还在持续性的为人类造福，维持着现代工业的持续性进步。 但是在二十一世纪的时候，“暗物质”的出现却宛如梦魇一样缠绕在现代物理学之上。并且以其独特却又神秘的特性，吸引众多的科学家为之着迷，甚至执着于去寻找其存在的证据，以及研究其形成的原理。 从上世纪80年代中期开始，天文学家们通过对宇宙大尺度结构、微波辐射背景、引力透镜、哈勃常数和宇宙年龄的测量以及数值模拟，逐步意识到宇宙的平均物质密度只是宇宙临界密度的一小部分，并且在平坦宇宙的假设下，开始用观测数据限制宇宙学常数。 当时的问题在于不能很好地区分不需要宇宙常数的开放宇宙和需要宇宙学常数的平坦宇宙。 而通过对太空超新星距离的观察所得出的结果改变了这个状况，因为宇宙尺度上的距离是对宇宙膨胀较为直接的测量，与其他结果有高度的互补性。并且具备足够的敏感度和精度，显示了红移为0。5左右的超新星不仅比完全由物质组成的临界宇宙所预期的暗，也比低物质密度、开放宇宙所预期的暗。 在爱因斯坦广义相对论的框架下，这些宇宙模型的膨胀必然是一直减速的。只有暗能量在今天占主导地位的模型，才能以其很强的负压强克服物质的引力，使宇宙由初期物质主导的减速膨胀过渡到目前由暗能量主导的加速膨胀，从而很好的解释了Ia型超新星的数据。 由于颇为出乎意料，超新星的结果受到不少质疑。 Ia型超新星的极大光度弥散较大，在B波段时。约为0。4星等，即有约40%的不确定性，并不是很理想的标准烛光。 Ia型天文学家研究了9个超新星的数据，发现Ia型超新星的极大光度与其光度衰减率有很强的相关性，按此修正之后，极大光度的弥散才能减小到0。15星等左右，成为实用的标准化烛光。 虽然如此，但是因为这个结论仅仅是从较小的样本上得出的，且缺乏很好的理论解释，人们对这个经验关系的误差及其普适性存有疑虑。 虽然如1998年和1999年Ia型超新星的结果中，用于拟合彼此之间关系的训练集样本超新星已接近30个，数据质量有明显的改善，菲利普斯关系的统计误差也已计算在内，且其中一个小组使用了不同的方法，即通过整体拟合Ia型超新星多波段数据来修正极大光度，从而获得距离信息，并得出与另一组一致的宇宙加速膨胀的结论。 Ia型超新星的属性有可能随红移演化，造成与宇宙学距离随红移变化关系的混淆。 已有的观测表明，就总体而言，近邻Ia型超新星的光谱与中红移Ia型超新星的光谱及它们随超新星爆发过程的变化吻合得很好。 虽然最近发现在紫外波段中等红移Ia型超新星比近邻Ia型超新星略亮些，但1998年和1999年Ia型超新星的结果是基于更长波长的数据，所以不受影响。而且这个紫外波段的差异使得中红移超新星的距离被低估，若不加修正，只会削弱暗能量的证据。 另一种可能性是在不同红移处，不同亚类的Ia型超新星的比例会有所不同。造成Ia型超新星整体属性的细微演化，例如上述紫外波段的差异就有可能受此影响，但目前没有证据表明，这个问题严重地影响了Ia型超新星的结果。 当然，现有数据还不充足。一些微小的演化有可能被统计误差掩盖。对将来的大型项目来说，这些系统的误差将会变得很重要。 事实上，为了探测暗物质而发射的卫星探测器为暗能量的存在提供了很重要的证据。 首先，通过这些大型太空望远镜，科学家们得以精确地测量了微波背景光子最后散射面的角直径距离，这个距离可以直接限制暗能量属性，也是宇宙微波辐射背景对暗能量限制的最主要的来源。 其次，它对物质密度、重子密度等重要的宇宙学参数也给出了很强的限制，大大减小了其他观测手段探测暗能量时受这些参数不确定性的影响宇宙平均曲率和宇宙学常数对微波背景数据有很强的简并性，但只需将微波背景与哈勃常数结合。即可很好地限制宇宙平均曲率和宇宙学常数。 若结合更多的数据，则可以限制暗能量的状态方程。 宇宙大尺度结构对暗能量的限制主要有两个途径。 一个是类似于宇宙微波辐射背景，星系两点关联函数的总体形状可以用来测量宇宙学参数，如物质密度，然后结合其他数据，可以限制暗能量；另一个是星系关联函数在约150Mpc尺度上的重子声波振荡特征，在线 性理论下不随时间演化，所以可以当作一个标准尺来测量不同红移处的角直径距离，进而限制暗能量。 如果有精确的红移信息，还可以通过测量不同红移处的哈勃参数及大尺度结构增长率来限制暗能量和检验引力理论。 而在以计算机模拟宇宙模型的时候。科学家们很明显的就可以发现在很大尺度结构的线性演化刚好与宇宙的膨胀同步，而非线性演化又非常弱，使得引力势在宇宙尺度上几乎不随时间演化，但在一个加速膨胀的宇宙里。引力势在大尺度上是衰减的。 因此多数的天文学家在通过分析宇宙微波辐射背景与星系分布的关联，发现星系密度的涨落与微波背景的温度涨落的确有正相关性，这为宇宙加速膨胀提供了重要的证据。 上述观测结果对距离、大尺度结构增长和宇宙学参数都有不同的敏感度，都有各自的系统误差。 虽然对每一项结果都有可能找到一些不需要宇宙加速膨胀或暗能量的解释，但是在现有的标准宇宙学框架内，将这些**的观测综合起来。以很高的精度揭示了一个低物质密度的平坦宇宙，要构成这样的宇宙，一个被称为暗能量的宇宙新组分是必不可少的。 所以可以公平地说，虽然宇宙加速膨胀现象发现已有十余年了，人们也进行了大量的实验观测和理论研究，但是暗能量的本质仍然是雾里看花，朦朦胧胧，仍然是本世纪现代物理学和宇宙学的最大迷惑和挑战之一。 如果能够解析它，或许人类也将会如同相对论和量子力学创建之后那样，迎来一个崭新的时代吧。