天文学家利用来自遥远恒星的光，比如这里看到的螺旋星云，来测量宇宙的明显膨胀（图片来源：NASA)
一项新的科学研究表明，宇宙的膨胀可能是一种幻觉。这种对宇宙的重新思考也为暗能量和暗物质的谜题提出了解决方案，科学家认为它们占宇宙总能量和物质的95%左右，但仍然笼罩在神秘之中。日内瓦大学理论物理学教授Lucas Lombriser于6月2日在《经典与量子引力》杂志上发表的一篇论文中详细介绍了这种新颖的理论。
科学家们知道宇宙正在膨胀，因为红移，即当发射光的物体远离我们时，光的波长向光谱的较红一端延伸。遥远的星系比离我们近的星系有更高的红移，这表明这些星系正离地球越来越远。
最近，科学家们发现证据表明，宇宙的膨胀并不是固定的，而是实际上正在加速，而且速度越来越快。这种加速膨胀被一个被称为宇宙学常数或λ的术语所定义。宇宙学常数一直是宇宙学家头痛的问题，因为粒子物理学对其数值的预测与实际观测结果相差120个数量级。因此，宇宙学常数被描述为“物理学史上最糟糕的预测”。宇宙学家经常试图通过提出新的粒子或物理力量来解决λ的不同值之间的差异，但Lombriser教授通过重新概念化已经存在的东西来解决这个问题。
哈勃望远镜的图像显示了附近星系中密集分层的多代恒星（图片来源：NASA)
在Lombriser的数学解释中，宇宙并没有膨胀，而是像爱因斯坦曾经认为的那样，是平坦和静态的。我们观察到的指向膨胀的效应反而被粒子——比如质子和电子——的质量随时间的演变所解释。在这幅图中，这些粒子产生于一个渗透到时空的场。宇宙学常数是由场的质量设定的，由于这个场的波动，它所产生的粒子的质量也是波动的。宇宙学常数仍然随时间变化，但在这个模型中，这种变化是由于粒子质量随时间变化，而不是宇宙的膨胀。
在该模型中，这些场的波动导致遥远的星系团的红移比传统宇宙学模型预测的要大。于是，宇宙学常数仍然忠实于模型的预测。"我很惊讶，在这个关于宇宙的新视角中，宇宙学常数问题似乎根本就消失了，"Lombriser说。 黑暗宇宙的秘诀
Lombriser的新框架还解决了宇宙学的其他一些紧迫问题，包括暗物质的性质。这种不可见的物质在数量上超过了普通物质粒子，比例为5比1，但由于它不与光互动，所以仍然很神秘。Lombriser建议，场中的波动也可以表现得像一个所谓的轴子场，轴子是假想的粒子，是暗物质的建议候选者之一。这些波动也可以消除暗能量，这种假想的力量拉伸了空间结构，从而促使星系越来越快地分开。
根据Lombriser的说法，在这个模型中，暗能量的影响将被解释为粒子质量在宇宙的后期采取了不同的演化路径。