前些天，有不少新聞在說“根據(jù)最新研究：宇宙沒有暗物質(zhì)”。按理說現(xiàn)在敢叫板暗物質(zhì)的也就修正牛頓動力學(xué)（也就是 MOND 理論）了，可那玩意出來的不是一天兩天了，應(yīng)該不至于成個新聞呀。趕緊找原始論文看一下。
果不其然確實和 MOND 沒關(guān)系，但是標(biāo)題里這個“CCC+TL”十分眼熟啊。這不就是去年鬧得沸沸揚揚的“宇宙年齡翻倍”那事嘛，為此當(dāng)時還專門出了期視頻。再看作者，果然還是那位印度老哥（Rajendra P Gupta）。
關(guān)于這個“協(xié)變耦合常數(shù) + 光子疲勞（CCC+TL）”的理論，上次已經(jīng)介紹過，這次就不贅述了。簡單說就是：為了解決“星系早熟問題”，作者先是提出了個十分大膽的假設(shè) —— 物理常數(shù)可變！比如萬有引力常數(shù) G，甚至連光速都會跟著時間變化?；谠摷僭O(shè)推導(dǎo)出新的哈勃常數(shù)，通過這個哈勃常數(shù)作者將宇宙年齡直接干到了 267 億歲。但是這個過程中遇到了 bug，為了填補 bug，作者把一個廢棄了多年的“光子疲勞”假說重新搬了回來。于是便有了這個“協(xié)變耦合常數(shù) + 光子疲勞（CCC+TL）”的“船新版”宇宙模型。
這些是去年那篇論文的內(nèi)容，這次的論文又說了點啥？那個“暗物質(zhì)不存在”的結(jié)論又是怎么得出來的呢？
先簡單看下摘要，原來第一篇論文相當(dāng)于是先攢了個理論框架出來，從這篇文章開始作者就要著手驗證自己的理論了。
如作者所說，由于該模型（CCC+TL）得出的宇宙年齡比如今標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型（ΛCDM）得出的結(jié)果翻了一倍，所以急需通過觀測結(jié)果進行驗證，比如在重子聲學(xué)振蕩（BAO）、宇宙微波背景輻射（CMB）以及大爆炸核合成（BBN）等方面。而這次，作者重點驗證的就是低紅移下的重子聲學(xué)振蕩。
關(guān)于重子聲學(xué)振蕩，之前在“宇宙巨物從何而來”那期里詳細介紹過。簡單說它是宇宙形成之初的光子耦合時期，重子物質(zhì)在光壓推動下形成的泡狀結(jié)構(gòu)。后來隨著光子的脫耦，這些泡狀結(jié)構(gòu)烙印在了宇宙微波背景以及之后宇宙中一些星系分布上。也就是說，微波背景中出現(xiàn)的那些細微的溫差，其中就有重子聲學(xué)振蕩的原因。而這些振蕩形成的高密度擾動區(qū)域，也會隨著宇宙的演化影響后續(xù)的星系形成。
作者基于改寫后的弗里德曼方程一頓推導(dǎo)，過程中他發(fā)現(xiàn)新模型的臨界密度竟然只有標(biāo)準(zhǔn)模型的 3.1%。
我們知道，如今的宇宙學(xué)認為宇宙中物質(zhì)只占三成，其中普通物質(zhì)（也就是構(gòu)成行星、恒星、星系等各種天體的物質(zhì)）占了 4.9%，暗物質(zhì)占了 26.8%，剩下的七成都是人家暗能量的。
由于新模型中幾乎摒棄了暗能量，加上現(xiàn)在它的臨界密度只有標(biāo)準(zhǔn)模型的 3.1%，也就是說，在新模型里宇宙中只有重子物質(zhì)，壓根沒有暗能量和暗物質(zhì)的份。這便是新聞里“宇宙沒有暗物質(zhì)”這個說法的來源。
但這并不是這篇論文的重點，這篇文章真正想表達的是：在重子聲學(xué)振蕩的一些方面（比如部分背景輻射以及低紅移星系上），新模型確實能給出符合觀測的結(jié)果。之前的理論需要依靠暗物質(zhì)和暗能量才能描述宇宙的樣子和演化過程，但是這個理論不需要。
那是否意味著新模型有望替代如今的標(biāo)準(zhǔn)模型呢？顯然沒那么容易嘛！畢竟雖說沒引入暗物質(zhì)暗能量，但相比于那倆假設(shè)，“物理常數(shù)可變”這個假設(shè)更是顯得逆天。本來是在現(xiàn)有程序上打了兩個補丁，這下相當(dāng)于直接重構(gòu)了。
當(dāng)然，如果新架構(gòu)確實比老架構(gòu)好，不但實現(xiàn)了老架構(gòu)的所有功能，并且確實解決了不少老架構(gòu)解決不了的問題，那這個替代無可厚非。所以新模型要做的事有兩個：1、實現(xiàn)老功能；2、解決新問題。就這篇論文來看，現(xiàn)階段新模型在第一部分才剛剛起步。
當(dāng)然了，要驗證的方面確實比較多，畢竟標(biāo)準(zhǔn)模型已經(jīng)是幾十歲的“老同志”了，不說戰(zhàn)無不勝吧，至少也是身經(jīng)百戰(zhàn)。在這方面，新來的“小同志”確實需要更多時間來歷練。
不過磨練歸磨煉，在實現(xiàn)老功能的同時，誰說不能先解決點新問題呢。對此作者就基于新模型，提出了一些前所未有的預(yù)測。比如根據(jù)“光子疲勞”的這種紅移解釋，作者預(yù)測天體的紅移值可能會出現(xiàn)“漂移”現(xiàn)象。針對這種“紅移漂移”，他還給出了具體的驗證方法。比如同一個天體經(jīng)過引力透鏡時，可能會產(chǎn)生不同的像（就像“愛因斯坦十字”那樣）。
由于這些像經(jīng)過的路徑不同，光子不同程度的“疲勞”會導(dǎo)致它們的紅移出現(xiàn)微小的偏差，而這個偏差在標(biāo)準(zhǔn)模型的宇宙學(xué)紅移解釋中是不存在的。因此作者認為只要我們測量紅移的精度足夠高，那就可以通過一些引力透鏡現(xiàn)象來驗證我的觀點。這不也算是解決新問題嘛。
此外，論文中作者再次針對“宇宙年齡被拉長”這事表達了自己的觀點：就是球狀星團的年齡并不能用來檢驗?zāi)Ｐ完P(guān)于宇宙年齡的預(yù)測。
什么意思呢？我們知道，球狀星團通常都是些“老古董”，它里面的恒星不少都是些“百（億）歲老人”。比如以前提到過的“瑪土撒拉星（HD 140283）”，當(dāng)時人們估算它的年齡可能在 145 億歲上下，甚至超過了當(dāng)前的宇宙年齡。
通常來說，我們對球狀星團年齡的估算依賴于理論模型，當(dāng)遇到星團或恒星的年齡超過宇宙年齡時，我們往往會調(diào)整模型。比如瑪土撒拉星的年齡，后來有人通過調(diào)整恒星演化代碼的參數(shù)，把它的年齡從 145 億歲下調(diào)到了更合理的 120 億歲。
（* 瑪土撒拉：希伯來語，英語也音譯為“瑪士撒拉”，《希伯來圣經(jīng)》中最長壽的人）
對于這種做法，作者表達了反對意見：“我覺得吧，對于恒星年齡這事，咱不能被宇宙年齡給框死，說不定是宇宙模型錯了呢。你看那誰誰（Llorente de Andrés），上次他聽說我把宇宙年齡改到 267 億歲后，立馬把球狀星團 NGC 104 的歲數(shù)調(diào)整到了 190 多億歲。要我說這才是明智之舉嘛~”
我們先不管這種說法對不對哈，其實這些現(xiàn)象對驗證新模型來說都不是最關(guān)鍵的。還記得這個模型最基礎(chǔ)的一個設(shè)定嗎？對，常數(shù)可變！所以如果有實驗?zāi)茯炞C這個常數(shù)可變，那才是最重要的。對此作者也表示認同：“這些我也知道，現(xiàn)在確實還沒想到合適的實驗。”
同時作者也說了，新模型比傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)模型要復(fù)雜的多（誰讓你把物理常數(shù)都給整變了，不復(fù)雜才怪了），所以我們需要對新模型保持警惕，如果不正確地使用新模型會導(dǎo)致錯誤的結(jié)果。意思就是：“我這個模型水很深，你把握不住。所以大家不要盲目跟風(fēng)，先讓哥來蹚一蹚路?！?/p>
所以呢，對于這個新模型，有沒有暗物質(zhì)不重要，宇宙年齡有沒有變長也不重要，哪怕是后續(xù)能夠符合更多的觀測結(jié)果也不重要，重要的是什么時候能找到驗證耦合常數(shù)的方法。
假如哪天這個理論真被證實了，我覺得人們反而會不再關(guān)心宇宙模型這事了，因為那時候整個物理大廈搖搖欲墜或許也說不定呢。
論文 & 綜述：
[1] Rajendra P Gupta. Testing CCC+TL Cosmology with Observed Baryon Acoustic Oscillation Features[J]. The Astrophysical Journal, 2024, 964(1):55
[2] Rajendra P Gupta. JWST early Universe observations and ΛCDM cosmology[J]. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2023, 524(3):3385-3395
本文來自微信公眾號：Linvo 說宇宙 （ID：linvo001），作者：Linvo
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