空无性的巨大空无可能正在抛分开宇宙

By Paul Sutter 

2022/8/13

暗能量可能被来自巨大空无性正在将宇宙抛分开的压力造成。

艺术家的宇宙之网的印象。 (Image credit: Volker Springel (Max Planck Institute for Astrophysics) et al.)

新的研究提出，构成宇宙大部分的几乎彻底的虚无性的巨大沙漠可能正在造成宇宙的膨胀来加速起来。这意味着这些虚无性的广袤地带可以解释暗能量，似乎正在将宇宙抛分开的神秘的力量。

欢迎来到这个沙漠

一路放大从太阳系和银河系出去，一个有趣的模式浮现：宇宙之网，自然界中发现的最大模式。在这些尺度上，在那里整个星系出现为小光点，天文学家观察到长、细的叫细丝的星系的绳，密集的团块叫星团，以及它们之间几乎完全空无性的广大区域。这些贫瘠的区域是伟大的宇宙空无，其中最小的跨度是2000万光年，而最大的能超过1.6亿光年。

就像一个蜘蛛网中的空隙一样，这些空无构成了宇宙体积的绝大部分，尽管几乎没有宿主任何物质。真的，除了宇宙之网本身，它从可观测宇宙的一端延伸到另一端，宇宙空无是宇宙中最大的单个东西。

什么都没有的力量

天文学家在1970年代后期首次探测到了宇宙空无，但从那时起，它们很大程度上已经被忽视。天文学家和宇宙学家已经相反集中在宇宙的明亮的发光了的结构上，如星系和星系团。通过这些研究，天文学家在1990年代探测到了一个惊奇：暗能量。

暗能量是给予观测到的宇宙加速的膨胀的名称。这意味着宇宙不仅每天都正在膨胀，随每一个过去的时刻它的膨胀越发更快。

天文学家根本没有是什么正在为这一加速膨胀的时期提供动力的线索，这一时期似乎始于大约50亿年前。因此，暗能量这个术语------对一个巨大的宇宙学难题是一个很酷的名字。

空无与暗能量有什么要做的呢？首先，加速的膨胀的影响没有被在恒星系统或星系的内部感觉到。在那里，物质的引力吸引是足以强大到完全压倒它。例如，我们自己的太阳系和银河系都没有因为暗能量变的更大。但因为空无几乎完全是空的，它们远更完备的感到暗能量的影响。因此，在它影响力最强的地方来调查这种加速的扩张的本质是有意义的。

由伊朗理论物理学家团队领导的一篇新研究论文将这一思路向前推进了一步。在他们的于七月发表在预印本数据库arXiv并被接受发表在《皇家天文学会月刊：信件》杂志上的论文中，作者声称暗能量不仅被发现在空无中，而且被它们造成。

来自这个黑暗

这些巨大的空无的区域怎样能造成加速的扩张呢？按照作者，答案不仅仅是观察宇宙空无的存在，还要看它们的动力学。

宇宙空无不是简单的存在。像宇宙中所有其他大型结构一样，它们从卑微的开始成长为它们现在的巨大地位。数十亿年前，宇宙中的所有物质都被相当均匀的散布出去。从地方到地方没有大的密度差异。但随着时间，任何有过比平均水平多一点物质的地方都开始了把更多的物质吸引到它上。有增多的物质，该区域有甚至更多的吸引力，这推动了甚至更增长。在数十亿年的时间，物质积累了来形成星系、群和星系团。

随着这些结构生长了，空无被清空并扩大了。但不是将它视为一个被动的过程，而是我们视这种空无的生长为对它们周围结构施加的压力。例如，随着空无增长，星系之间的星系壁稳定的变薄并最终溶解，允许空无来合并。在接下来的几十亿年里，这些空无最终将溶解这个宇宙之网，迫使所有物质成孤立的团块，被数亿光年的空无分隔开。

这种压力畸变围绕空无的空时，就像宇宙中任何其他物质或能量来源一样。空时扭曲意味着随着空无膨胀，它们推动星系在它们的边界上，造成它们来分离，尽管它们之间引力的吸引。

作者发现了宇宙中所有大空无的累积效应一起工作来溶解宇宙之网导致一个加速的膨胀。这种空无驱动的加速膨胀的力量与目前的暗能量的估计相匹配。

天文学家将需要进一步研究来验证这个想法。首先，我们需要更多的空无测量来获得一个它们的组合压力的更好地计算。此外，我们需要更多关于暗能量本身的信息，特别是它的力量是否在过去几十亿年中已经发生了变化。尽管如此，这是一个有趣的想法：也许暗能量不是被宇宙中的某些奇异力或过程造成的，而只是一个空无性的正常进化的副产品。

Originally published on Live Science.

https://www.livescience.com/dark-energy-may-cause-voids