第(3/3)页 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(或功率谱)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(500万光年)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。将这些独立的观测综合起来,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。(未完待续。) 第(3/3)页