新华社武汉9月27日电(记者谭元斌)暗能量是推动宇宙加速膨胀的能量。暗能量的起源和性质一直神秘莫测,学界通常认为,真空能和标量场是暗能量的两个可能的候选对象。我国科研人员的最新研究有效排除了真空能作为暗能量的可能性,并对标量场作为暗能量候选给出了理论限制。

  据介绍,在宇宙尺度上,星系受到引力相互作用,按理应该相互靠拢,但实际上宇宙却在加速膨胀,星系间彼此远离,这暗示了宇宙中还存在一种尚未被认知的能量,即所谓的暗能量。量子力学不确定关系预言,即使在真空中,也会存在虚粒子涨落现象,导致真空能量不为零。量子效应导致的真空能等效于一个宇宙学常数,扮演暗能量的角色,导致宇宙加速膨胀。

  中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员蔡庆宇与咸阳师范学院博士何东山合作,从惠勒-德威特方程出发,使用德布罗意-玻姆量子轨道理论,给出了带有量子修正的弗里德曼方程。他们运用该方程依次研究了宇宙从小到大过程中量子效应的变化。结果表明:在宇宙很小时,其量子效应十分显著,可以有效推动宇宙加速长大。伴随着宇宙长大,其量子效应迅速衰减。对于长大后的宇宙,无论是真空还是物质主导,其量子效应都远远小于暗能量的数值,无法为宇宙加速膨胀提供足够支持。

  蔡庆宇、何东山还对标量场作为暗能量候选给出了理论限制,为进一步研究暗能量的性质聚焦了方向。相关研究成果近日已发表于物理学领域国际知名学术期刊《物理评论》(Physics Letters B)上。

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