一项新研究认为，有一种方法可以让数学推导成立，而无需借助假设性的能量形式。
自三十年前被提出以来，暗能量一直是宇宙学方程中一个神秘的要素，但新研究显示，我们完全可以让宇宙膨胀的数学推导不依赖于它。
标准宇宙学模型有一个问题。我们知道宇宙正在膨胀，但它非但没有因引力而最终减速，其膨胀反而似乎在加速。这就意味着，需要有理论上的“暗能量”来为这种加速提供动力。
然而，在上周发表于《英国皇家学会会刊 A》的一篇新论文中，一组研究人员证明，加速膨胀的问题可能更在于，当前的宇宙学模型是基于一些不稳定性建立起来的，而这些不稳定性并不能很好地转化为可观测的现实。
该研究的共同作者、加州大学戴维斯分校的数学家布莱克·坦普尔在一份声明中说：“物理学和科学中的不稳定解被认为是不物理的，你在自然界中永远观察不到它们。”
坦普尔和加州大学戴维斯分校的团队转而探索了一种据称更为简单的替代膨胀模型，该模型“完全建立在爱因斯坦最初的广义相对论框架内”。
一些宇宙往事
阿尔伯特·爱因斯坦最初引入宇宙学常数 λ 时，是基于宇宙是静态的这一假设。后来，当埃德温·哈勃证明宇宙实际上正在膨胀时，他抛弃了这个想法。之后在1998年，一项获得诺贝尔奖的发现表明，宇宙的膨胀速率正在加速。
大约就在那时，宇宙学家们重新启用了 λ，将它作为一个度量标准来描述宇宙的加速膨胀。因此，标准宇宙学模型被称为 λ-冷暗物质模型。驱动这种加速膨胀的力被称为暗能量，并且常与宇宙学常数联系在一起。
数学对不上了
根据该论文，标准模型的一个关键组成部分是弗里德曼时空，它“描述了一个均匀的三维星系宇宙”，其膨胀速率“由爱因斯坦场方程决定”。但对这个研究团队来说，这其中的数学“对不上号”。
坦普尔说：“我们最初的想法是，宇宙膨胀或许是因为存在一个冲击波，而这种异常加速就是该冲击波后面的膨胀波。”
具体而言，作者们在研究中指出，团队探索了“大爆炸的不稳定性所产生的弗里德曼时空本身能否解释星系的异常加速”。坦普尔解释说，他们推导出了爱因斯坦场方程的自相似版本，以评估弗里德曼时空在“大爆炸辐射时期”的稳定性。
稳态与否
根据该团队的框架，在大爆炸时，弗里德曼时空无论是在小尺度还是大尺度上都是不稳定的。这意味着，甚至在暗能量还没进入方程之前，“这种不稳定性所引发的可能加速的集合，其丰富程度就足以在所有量级上模拟暗能量的效应，甚至与变化的加速度也能保持一致”，论文写道。
也就是说，有一种方法可以直接从爱因斯坦和莱昂哈德·欧拉最初提出的框架中，通过数学推导出加速度。现在就判断宇宙学家们是否会选择采纳这种替代方案还为时过早，但这个想法无疑引人深思。
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