暗物質(zhì)和暗能量是當(dāng)今宇宙學(xué)的重大研究課題，一旦對其有了實質(zhì)性的突破研究，用諾貝爾獎也無法體現(xiàn)出研究成果的偉大。圍繞著暗物質(zhì)和暗能量，科學(xué)家在天上和地底下布下了天羅地網(wǎng)，可一直未發(fā)現(xiàn)它們的真實蹤跡。
暗物質(zhì)和暗能量的名字上都有一個“暗”字，顧名思義這種物質(zhì)人類看不到，用各種儀器也沒有直接探測到。嚴(yán)格地講，它們還只是假說。上世紀(jì)30年代起，科學(xué)家們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)星系的運動數(shù)據(jù)與萬有引力的計算結(jié)果之間存在很大的偏差，為了解釋這種現(xiàn)象科學(xué)家提出了暗物質(zhì)概念，認(rèn)為宇宙中存在不參與電磁相互租用但是能參與引力相互作用的暗物質(zhì)，正是這種物質(zhì)導(dǎo)致了觀測結(jié)果與理論值之間有很大的偏差。
星系和星系之間存在著引力相互作用，照理說宇宙的膨脹會在引力的作用下趨于緩和，可實際的觀測卻顯示宇宙是在加速膨脹?？茖W(xué)家們提出了暗能量假設(shè)，認(rèn)為是暗能量在推動著宇宙加速膨脹。通過分析計算顯示，宇宙中普通物質(zhì)所占的比例不超過5%，暗物質(zhì)和暗能量占據(jù)了絕大多數(shù)。
暗物質(zhì)和暗能量能夠解釋很多現(xiàn)象，兩個概念也逐步被越來越多的科學(xué)家接受，不過在沒有得到確切的存在證據(jù)之前，誰也不能說暗物質(zhì)和暗能量就是存在的。目前仍然有一些科學(xué)家不認(rèn)同暗物質(zhì)和暗能量假設(shè)，他們認(rèn)為引力存在問題，引力不應(yīng)該用現(xiàn)在的方法去計算，并且做出了一些嘗試性的研究。
大多數(shù)物理學(xué)家是希望能夠找到暗物質(zhì)和暗能量的，不然整個物理大廈就亂套了，我們之前的理論就需要進(jìn)行重大調(diào)整。但即使如此也不能說暗物質(zhì)和暗能量一定是存在的。19世紀(jì)末科學(xué)家們大都相信以太的存在，并試圖測出地球在以太中的運行速度，結(jié)果卻否定了以太的存在。暗物質(zhì)和暗能量，細(xì)想一下也讓人背后發(fā)涼，它們現(xiàn)在的狀況和100多年前的以太很是相似。如果暗物質(zhì)和暗能量真的是又一個以太，物理世界又會迎來一場暴風(fēng)驟雨。
【了解多一點】
天文學(xué)家最新提出的一種理論認(rèn)為，宇宙中可能根本就不存在所謂「暗物質(zhì)」和「暗能量」這樣的東西。因為按照這個新的理論模型，完全無需這兩種物質(zhì)，也能解釋為何宇宙加速膨脹，和星體星系如何維持各自運動速率這兩個問題。
目前普遍被天文界接受的理論認(rèn)為，這個宇宙中我們?nèi)庋勰芸吹降奈矬w，如恒星和行星，占4~5%；肉眼看不到的某種「暗物質(zhì)」（由于引力的影響，能夠牽制各個星系的物質(zhì)，稱要是沒有暗物質(zhì)，星系會轉(zhuǎn)的太快而分崩離析）占20~27%；其馀占比由「暗能量」（稱是促使宇宙膨脹的一種神秘力量）構(gòu)成。
現(xiàn)有理論認(rèn)為，宇宙的約73%由暗能量構(gòu)成，約22%由暗物質(zhì)構(gòu)成，而只有約4~5%為可觀測的星系團等普通物質(zhì)。（NASA）
但是自這種理論提出以來，科學(xué)家們一直未能拿出暗物質(zhì)和暗能量存在的證據(jù)，也沒能給它們賦予確切的定義。
日內(nèi)瓦大學(xué)天文學(xué)家Andre Maeder今年提出了一個全新的理論，聚焦在「比例不變」的說法，即一個物體的特徵不會隨著其長度或能量級別的加大而改變。
目前人類用于解釋宇宙行為法則的理論主要有三種，愛因斯坦的廣義相對論、牛頓的萬有引力和量子力學(xué)。另外關(guān)于宇宙成因還有一個較為流行的「大爆炸」論，認(rèn)為宇宙由一個高密度、無限小的點爆炸而成，隨后一直在膨脹和擴大。
然而Maeder認(rèn)為這個模型并不完整，有個基礎(chǔ)的假設(shè)沒有考慮進(jìn)去——即空白空間的比例不變定律。他認(rèn)為在膨脹和縮小時，空白空間的比例及其特性是不變的。
他稱空白空間是宇宙常數(shù)，我們無需暗能量就能解釋宇宙的膨脹，解釋宇宙中星系和恒星的運動速度，和暗物質(zhì)也無關(guān)。
「這一理論模型的問世，秉持了科學(xué)的求實精神：對任何事情都不能想當(dāng)然（而不敢質(zhì)疑），包括對以往的經(jīng)歷、觀察到的現(xiàn)象或是人類給出的解釋?！?Maeder說。
不存在暗物質(zhì)和暗能量的理論目前在科學(xué)界受到很多質(zhì)疑。
Maeder在結(jié)語中說：「如果這個理論成立，那將對天體物理學(xué)和宇宙學(xué)產(chǎn)生很大影響。目前各種宇宙理論模型顯然都需要更多的天體物理實驗以進(jìn)一步驗證?！?/p>
該研究今年發(fā)表在《天理物理期刊》（The Astrophysical Journal）上。
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