宇宙大爆炸”理论正面临破产？( 三 )
图中蓝色区域为El Gordo星系团中的暗物质分布区 。 天文学家通过观察更远处星系影像的扭曲程度来寻找暗物质在哪里 。 NASA / ESA / J. Jee (University of California, Riverside)完全有可能 ， 宇宙学家今天面对的诸多难题 ， 在实验和观测的帮助下 ， 在几年中就能完美解决掉 。 但是最终我们会发现 ， 我们对宇宙的研究越深入 ， 我们对宇宙的认识就越肤浅 。 努力了几十年 ， 暗物质的本质依然是个谜 ， 暗能量问题看上去也近乎无解 。 我们仍然不知道组成我们宇宙中原子的粒子是如何从大爆炸的最初时刻幸存下来的 ， 我们对宇宙暴涨 ， 对它的运作方式 ， 甚至是它如何开始 ， 如何结束也知之甚少——假如暴涨这样的事真的发生过的话 。从这个角度 ， 让人不得不怀疑这些谜团背后是否隐藏着比一些互不关联的单一问题更大的东西 。 也许它们在暗示 ， 宇宙的最初时刻并非我们想象的那样 。 也许这些问题昭示着一次宇宙学的变革 。我们也许正处在科学史上的一个悬崖边缘 ， 如同1904年那样 。 当时 ， 科学看上去坚不可摧 。 两百多年来 ， 牛顿物理学无往不胜 。 尽管物理学家已经进军电学、磁学和热学 ， 但这些方面和两百年前牛顿描述的世界没什么两样 。 对1904年的物理学家来说 ， 世界已经认识得差不多了 ， 没有多少理由来一次变革 。
欧空局普朗克卫星获取的宇宙微波背景 。 将这些结果与宇宙标准模型相结合后得到的哈勃常数比通过观测邻近星系得到的数值小 。 ESA / Planck Collaboration但和今天宇宙学家的处境一样 ， 1904年的物理学家在面对一些挑战时也束手无策 。 他们相信光在穿越介质——所谓的发光以太时理应会引起速度的变化 ， 但是实际上光速总是以相同的速度穿越空间 。 天文学家发现水星轨道与牛顿物理学预测的稍有不同 ， 还以为那里有一颗未知的行星——火神星在扰动水星的运行 。1904年的物理学家不知道是什么让太阳燃烧——没有已知的化学方法或机制能够在如此长的时间内产生那么多的能量 。 当时的科学家发现多种化学元素能够发射和吸收特定模式的光 ， 但没有一个能够对此加以解释 。 也就是说 ， 在当时 ， 原子内部的运作方式是一个彻头彻尾的谜 。事后看来 ， 这些问题其实预示着物理学变革的来临 。 1905年 ， 年轻的爱因斯坦用他崭新的相对论宣示 ， 变革开始了 。 今天我们已经知道发光以太并不存在 ， 也没有所谓的火神星 。 实际上 ， 它们都是牛顿物理学基本缺陷的外在表现 。 相对论完美地解决解释了这些谜题 ， 而无需新成分或新行星的介入 。当科学家将相对论和新兴的量子物理学相结合 ， 解释太阳的长寿及其内部原子运作机制变得可能了 。 这些新的理论打开了一扇新的从前难以想象的探索之门 ， 这扇门通往的方向中就包括了宇宙学 。科学变革能够从深层上改变我们对世界的看法和认识 。 但是激进的改变从来都不是那么容易到来的 。 我们没有办法预测今天宇宙学家面临的谜 ， 究竟是大变革到来前的先兆 ， 还是已有科学进取过程中有待梳理的旁枝末节 。毫无疑问 ， 我们在认识宇宙 ， 认识它的历史 ， 以及它的起源方面 ， 已经取得了不可思议的进步 。 但是同样无可否认的是 ， 我们也面临着极大的困惑 ， 尤其是在对宇宙最初时刻的认识方面 。 宇宙的最初时刻 ， 无疑守护着最令人震惊的秘密 ， 也许这些秘密能够引领科学走向伟大的变革 。但是我们的宇宙依然守口如瓶 。Dan Hooper（美国费米加速器实验室理论天体物理学小组组长、高级科学家）/ 文老孙 / 译
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