空間的粘性可能正在對抗宇宙膨脹。
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空間是一種粘稠的流體?這張照片是韋布太空望遠鏡拍攝的。
NASA / ESA / CSA / STScI / J. DePasquale
近年來的一些觀測結果表明,人類對宇宙的認識中可能存在重大缺陷。而最近來自印度技術研究所的一位科學家Muhammad Ghulam Khuwajah Khan,在其尚未經同行評議的論文中稱,這可能是因為空間具有體積粘滯度(bulk viscosity)。
所謂體積粘滯度,是流體在體積壓縮或膨脹過程中表現出的內摩擦阻力,可以描述流體對抗體積形變的程度。膠水對抗體積形變的能力高于水,因此膠水的體積粘滯度要高于水。Khan認為,真空本身也具有這種能力,它會產生一種鬼魅般的內阻力,來對抗空間的膨脹。
科學家喜歡使用一個簡單的模型來描述宇宙。在這個被稱為Lambda-CDM的模型里,存在著一種神秘的力,是它推動了宇宙加速膨脹。這種力就是所謂的暗能量。在這個模型里,暗能量是一個穩定不變的背景宇宙學常數。
但去年暗能量光譜儀(DESI)發布的數據顯示,在我們對暗能量的理解中,可能存在某種根本性的錯誤。我們實際觀測到的星系退行速度,與標準理論的預言之間存在差異。
Khan認為,這種差異的出現,可能與空間存在體積粘滯度有關。這種粘滯度能夠減緩宇宙膨脹的速度。
研究人員設定了一個模型,假定空間結構會像聲子(phonons)一樣振動。聲子的本質是晶體內部原子的集體振動,而真空結構的縱向振動會產生粘滯效應。這種效應會隨空間的拉伸而向四周傳播,產生一個與推動宇宙膨脹的斥力相反的力,減緩宇宙的膨脹,并在大尺度上展現出我們所觀測到的特性。
Khan稱,這個基于數據的簡單模型與DESI數據的契合度極高,可以解決一系列與標準宇宙常數有關的令人頭痛的問題。
這只是一個猜測。如果空間具有體積粘滯度,那將徹底改變人類對真空本性的認識。但即便是DESI的數據,目前也仍在接受學界分析。所以尚無法認定空間的自然屬性中是否真的包含體積粘滯度,抑或我們所看到的仍然只是假象。
參考
Spatial Phonons: A Phenomenological Viscous Dark Energy Model for DESI
https://arxiv.org/abs/2512.00056
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