沒有暗物質?最新重力理論無需暗物質及暗能量解釋宇宙

(圖:NASA)

阿姆斯特丹大學(University of Amsterdam)著名弦論(string theory)專家埃里克·韋爾蘭德(Erik Verlinde)於本月初提出了一個全新的重力理論,或許能顛覆用暗物質和暗能量來解釋宇宙物理的觀念。

現代物理學家一直無法解釋為何銀河系外部的旋轉速度,比根據銀河系的質量和能量推測出應有的速度更快,目前科學家正嘗試利用暗物質解釋這個現象。但由於暗物質是一種無法觀察、且尚未被發現的物質,所以其存在仍然未能被完全證實。

新理論

而韋爾蘭德的理論,則無需涉及這種神秘的物質,便能夠準確預測及解釋圍繞銀河中心旋轉的恆星速度以及其他星系的恆星速度。他在新聞稿中表示:「我們有證據顯示這個嶄新的重力理論與觀察結果一致。」而且,在其理論中加入全像原理(holographic principle)後,韋爾蘭德亦能夠解釋暗能量,一種導致宇宙擴張的力量。

他這個新理論名為《引力的熵力假說》,最先於 2009 年提出,經過多年的研究於本月初發表。在該理論中,重力是一種宏觀現象,而不是基本力量。因此重力是儲存在時空結構中的基本訊息的產物,當基本訊息變動,重力便出現。

科學革命

我們目前對重力的理解主要基於愛因斯坦的廣義相對論,雖然該理論可以解釋宇宙許多的特性,但它與量子力學並不相容。所以韋爾蘭德及許多物理學家都認為是時候改革我們的重力理論。韋爾蘭德表示:「包括我在內的許多理論物理學家,都正在修改該理論,目前已經得到一些重大的進步。」

他更聲稱:「我們或許站在一個新科學革命的邊緣,將徹底改變我們對於太空、時間和重力本質的看法。」

當然,韋爾蘭德的理論仍然處於理論階段,而且也有其局限性,包括不能解釋像星系團這樣的大規模現象。不過,它仍然是統一現代物理學兩大支柱──愛因斯坦的廣義相對論和量子力學的一個途徑,有望經過更多研究後能解決這個物理學多年來的大難題。

 

參考資料:

  1. Erik Verlinde, Emergent Gravity and the Dark Universe, Arxiv: High Energy Physics, 2016
王瑾瑜
王瑾瑜 80 文章
明日科學見習編輯,科大生化系畢業,現於美國攻讀博士學位。熱愛科幻小說,希望能將最新最前沿的生物醫學科技新聞傳達給大家。