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2019-01-01負質量流體 全新理論解釋暗能量與暗物質 589 期

Author 作者 編輯部
宇宙之中充滿著各式各樣的物質。但根據一種稱為Lambda-CDM的宇宙模型表示,宇宙之中只有5%的物質是可觀測的,另外的95%為暗物質與暗能量,則無法直接透過觀測所察覺。一直以來,這 2種組成的物理性質仍舊是個謎,然而近日英國牛津大學(University of Oxford)研究員法內斯(Jamie Farnes)提出全新理論,並說明暗物質與暗能量可視作同一種的物質:擁有負質量的流體,這或許能夠詮釋暗物質與暗能量的存在。

法內斯表示,暗物質及暗能量是一種具有負重力(negative gravity)的流體,其能夠排斥周遭所有的物質。縱使對大眾來說難以理解,卻也代表著宇宙對於正質量與負質量是具有對稱性的。過去,人們普遍認為負物質不存在;就算存在,因宇宙持續膨脹,會導致負物質的密度降低。但這卻與實際觀測背道而馳,觀測結果 顯示暗能量並不會因時間流逝而變稀薄。法內斯的理論導入一種稱為「創造張量 (creation tensor)」的概念,能夠允許負質量不斷地被創造。該理論顯示,當負質量流體物質不斷地出現時,其不會受到宇宙膨脹而變得稀薄。

另外,該理論也提供關於暗物質暈(dark matter halo)的第一個準確預測。大部分的星系旋轉速度極快,這樣的速度有可能造成星系物質遭撕裂,而暗物質暈則提供這些星系物質彼此之間能夠穩定運行。

J.S. Farnes, A unifying theory of dark energy and dark matter: Negative masses and matter creation within a modified ΛCDM framework, Astronomy & Astrophysics, 2018.