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一項新研究提出，宇宙加速膨脹的幕后推手可能是隱藏在真空中的微型蟲洞。這一發現不僅有助于解釋最新的天文觀測結果，還為量子引力的研究開辟了新方向。 文 | 陳強 視覺設計 | 李梅
大量天文觀測表明，我們的宇宙正在加速膨脹。然而，如果宇宙只包含我們已知的粒子和輻射，那么這種加速膨脹現象將無法得到解釋。為了解開這個宇宙之謎，物理學家提出了一種的假設：宇宙中存在著一種神秘的能量，它充斥著整個空間，推動著宇宙加速膨脹。這種神秘的能量就是暗能量。然而，物理學家一直沒能搞清楚暗能量究竟是什么。在最近發表在《物理評論D》（Physical Review D）雜志上的一項研究中，希臘雅典國家天文臺的物理學家斯蒂利安諾斯·齊利烏卡斯（Stylianos Tsilioukas）和同事提出了一種全新的暗能量候選者：宇宙加速膨脹的幕后推手可能是微型蟲洞。蟲洞是廣義相對論預言的一種連接時空不同區域的隧道。而微型蟲洞，顧名思義，就是非常小的蟲洞，它們可能存在于我們宇宙的每一個角落。物理學家認為，微型蟲洞可以通過量子漲落從真空中產生，并迅速湮滅。量子漲落是一種量子現象，指的是空間中任意位置會出現短暫的、隨機的能量變化。這種能量變化會生成由粒子和反粒子組成的虛粒子對。虛粒子對會借取能量生成，又在短時間內湮滅歸還能量。如果量子漲落發生在黑洞附近，那么虛粒子對中的一個可能會落入黑洞，另一個則會以霍金輻射的形式逃逸出去。量子漲落也使得強電場中會自發產生電子-正電子對，這種現象被稱為施溫格效應。理論認為，量子漲落還可能產生微型蟲洞。然而，與其他現象不同，要準確描述微型蟲洞，必須考慮量子引力效應。量子引力理論也被稱為“萬物理論”，是一種能夠統一宇宙中的所有基本作用力的理論。但迄今為止，物理學家尚未建立起完善的量子引力理論，因此，也就無法精確計算出真空中微型蟲洞的產生率。雖說如此，但在這項新研究中，齊利烏卡斯和同事使用了名為歐幾里得量子引力的初級理論分析了這一問題。他們發現，如果每立方厘米的真空每秒能自發產生約100億個微型蟲洞，那么微型蟲洞產生的能量足以解釋當前觀測到的宇宙膨脹速度。齊利烏卡斯表示，這一結果在其他量子引力理論中也很有可能成立。此外，這一研究團隊認為，他們的暗能量模型在觀測上甚至優于被廣泛接受的標準宇宙模型。標準宇宙模型認為，暗能量的能量密度不隨時間變化，但最近的觀測結果表明，當前的能量密度可能高于過去的值。然而，根據齊利烏卡斯等人的理論，微型蟲洞產生的能量是可以隨時間變化的，這與觀測結果一致。微型蟲洞作為暗能量的候選者，不僅為解決宇宙學中的重大難題提供了新思路，也為量子引力的研究開辟了新方向。當然，這個理論目前還只是一個假設，物理學家還需要更多的觀測數據和實驗結果來驗證它的正確性。未來，隨著觀測技術的不斷進步，物理學家有望獲得更為精確的宇宙膨脹速度，并有機會探究暗能量的其他可觀測效應。這為檢驗各種暗能量模型提供了寶貴的機會。現在，齊利烏卡斯等人正積極推進他們的理論研究。他們正在構建一個計算蟲洞產生率的模型，目前研究進展順利。我們期待他們的理論能為暗能量的研究帶來更多的突破。參考文獻：
https://journals./prd/abstract/10.1103/PhysRevD.109.084010
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