宇宙加速膨胀|宇宙在膨胀，幕后“推手”什么样( 二 )
物理学家们提出了多种多样的暗能量物质模型 ， 而按照物态方程参数与-1的比较关系 ， 这些模型又可以大致被分成三大类 。第一类叫做精质 ， 英文名称是Quintessence ， 对应的物态方程参数大于-1 。有趣的是这一名称的含义来自于希腊语的“第五元素” 。在古希腊哲学中人们认为世界由四种元素构成——气、水、火、土 。而在今天科学家们发现的基本粒子可以分为夸克、轻子和中间玻色子 ， 如果我们再加上暗物质作为第四种元素的话 ， 那么这种暗能量候选者便成为了第五种元素 ， Quintessence因此得名 。第二种称为幽灵 ， 英文名称是Phantom ， 该物质的压强与能量的比值小于-1 。在日常生活中 ， 幽灵指的是一些没有物质实体的东西 ， 而为了实现这种暗能量模型的设想 ， 通俗说来我们需要这种物质的动能为负值 ， 而这和我们平时看得见摸得着的物质还真是大不相同 ， 因此它被冠以“幽灵”的称号也就不奇怪了 。而在第三类暗能量模型当中 ， 宇宙学家将“精质”与“幽灵”这两个理论设想结合在了一起 ， 并各取一个字从而提出名为“精灵”（Quintom）的暗能量物质模型 。在这种模型中 ， 压强与能量的比值可以在宇宙演化中自由穿越-1的边界 ， 因此可以给出更为丰富的宇宙演化行为 。
另一种方案是修改爱因斯坦的引力理论 。此外 ， 人们还尝试跳出广义相对论的框架 ， 比如引入更高的时空维度 ， 将我们的三维空间与一维时间镶嵌在一个更高维度的时空上 ， 而引力也变成了一种更高维度的相互作用 ， 在小的距离范围内 ， 它与普通的引力无异 ， 在更大的距离范围上 ， 则会与标准的引力发生偏离 ， 从而解释宇宙的加速膨胀现象 。
从上面两种角度出发 ， 人们提出了众多理论模型 ， 每个理论所能自由调整的空间又不尽相同 ， 这给实验检验上带来了巨大困难 。人们仍在不断进行尝试 。
未来展望：等待更精确的观测
为了揭开宇宙加速膨胀之谜 ， 人们提出了形形色色的方案 ， 但还没有一个完美到让人信服的方案 。
找到完美的解决方案 ， 一方面 ， 我们需要更精确的宇宙学观测 。在传统的天文学观测中 ， 对天体发出的不同种类光的观测往往是我们获得重要信息的途径 。自从成功探测到引力波以来 ， 人们已经进入了多信使天文学时代 。与将Ia型超新星作为“光源”类似 ， 人们提出了将引力波源作为“汽笛”来探测宇宙膨胀现象的想法 ， 从而提供与Ia型超新星及其它观测相独立的实验检验途径 。此外 ， 对其它可能存在的偏离标准广义相对论现象的观测 ， 比如牛顿引力常数是否是一个真正的常数 ， 也有助于我们从其它角度来认识我们手头上能够解释宇宙加速膨胀现象的理论 。
【宇宙加速膨胀|宇宙在膨胀，幕后“推手”什么样】另一方面 ， 理论也需要得到更充分的发展 。人们既可以思考并提出更新颖巧妙的理论来解释天文观测现象 ， 也可以在现有理论的基础上致力于有效理论的发展 ， 从而更好地认识暗能量以及其它与爱因斯坦理论所偏离的现象 。一个多世纪以前 ， 物理学上空的一朵乌云——以太漂移学说与激光干涉实验之间的矛盾催生出了爱因斯坦的相对论 ， 现在我们有了暗能量这朵巨大的乌云 ， 这是否意味着我们处在理论和认知的巨大飞跃的前夕呢？（蔡一夫、李春龙）
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