新理论将有望彻底改写物理学

今年初，荷兰阿姆斯特丹大学科学家埃里克-韦尔兰德教授发表文章声称，由著名科学家爱因斯坦提出的关于对引力的理论是完全错误的，即爱因斯坦关于引力的理论并不能解释宇宙中的一切现象。这一颇具争议性的观点立即引起了广泛关注，科学家们也一直为此争论不休。近日，韦尔兰德的新理论首次通过验证。

荷兰莱顿大学一个独立的研究团队对3万多个星系的物质分布进行了深入研究，并找到了支持韦尔兰德新理论的有力证据。专家认为，如果验证成果得到最终证实，那么荷兰人的新理论将有望彻底改写物理学。

今年初，荷兰阿姆斯特丹大学科学家埃里克-韦尔兰德教授发表题为《韦尔兰德引力学假说》一文，该文本来旨在解决关于暗物质的问题。在研究恒星与星系关系的过程中，天文学家发现引力的作用明显比预期要强。在诸如银河系等星系的外部区域，物质旋转速度要明显快于可数的普通物质的旋转速度，比如恒星、行星或恒星际气体等。

传统理论认为，这种不协调的现象可以用看不到的暗物质来解释。长期以来，虽然天文学家付出了无数的努力，但暗物质粒子从未观测到。近年来，天文学家又开始通过观测暗物质对我们能够看到的普通物质的引力作用来探测暗物质粒子的存在。

但是，韦尔兰德教授认为，我们有必要重新思考关于引力的理论，将暗物质从这个方程式中完全排除掉。因此，他提出了上述争议性理论。该理论认为，与其说引力是自然界的基本力，不如说是一种“突发现象”。

其实，韦尔兰德教授的理论观点最早出现于2010年的一篇文章中。但是，这一理论一直未被验证过，直到近日荷兰莱顿大学一个独立的研究团队终于验证了该理论，首次通过试验发现了支持这一争议性理论的证据。研究团队在莱顿天文台天文学家马尔格特-布劳尔的带领下对3万多个星系的物质分布情况进行了深入研究。他们发现，利用“韦尔兰德引力学假说”，即使不用暗物质也可以解释这些物质的分布。

研究人员在研究中所采用的“引力透镜”技术也被证明是目前比较完善的测量星系质量的方法。星系的引力导致空间弯曲，因此穿行于其中的光线也被弯曲。根据光线的弯曲程序，天文学家就可以测量星系中引力的分布。在测量试验之前，研究团队分别利用爱因斯坦的经典理论和“韦尔兰德引力学假说”对结果进行了预测。然后，他们再将预测结果分别与实际测量结果进行对比分析。他们发现，两种引力理论都可以做出关于星系的正确预测，但“韦尔兰德引力学假说”在不利用任何“自由参数”的情况下同样可以做到。

所谓的“自由参数”就是可以稍加调整的参数值，其实质上是一种欺骗值，主要是用于确保对星系的观测数据能够与最初的设想相一致。研究人员介绍说，他们将暗能量因素带入到方程式中，就意味着他们也必须使用这些“自由参数”中的四个。布劳尔解释说，“暗能量模型实际上也能够稍微匹配韦尔兰德的预言。但是，接下来，如果考虑到韦尔兰德的预言中没有任何自由参数，你就会发现韦尔兰德的模型实际上表现更好。”

研究人员认为，如果这一理论得到更多的试验证明，它将推翻100多年来的物理学基础，同时可以完全抛弃暗物质理论。如果最终被证明正确，“韦尔兰德引力学假说”将成为一种“万物的理论”，可以将可观察的经典物理世界与难以捉摸的量子力学世界结合起来。布劳尔表示，“现在的问题是，这一理论如何发展，如何进一步测试验证。但是，首次测试验证结果看起来很明显令人充满兴趣。”

上个月，韦尔兰德在介绍自己的理论时说，“我们现在关于对空间、时间和引力的理解可能有必要重新思考了。我们都知道，长期以来，爱因斯坦关于引力的理论在量子领域不可行。我们的发现或将引发彻底的变革。我认为，我们正处于一场科学革命的前夜。”

这一新理论也被称为“突发引力”，意思是引力是作为宇宙熵的副产品而出现的。熵是表示一个体系混乱程度的量。韦尔兰德引用了宇宙熵这一概念，并将其用于改编诺贝尔奖得主、理论物理学家杰拉德-特霍夫特的全息原理。他认为，引力出现于信息基础位的变化之中，存储于时空结构中。“我们有证据证明这种关于引力的新观点与观测结果相吻合。”

其实，暗物质理论并不是唯一一种与现有引力理论相违背的理论。标准模型认为，宇宙中的任何事物都是由最基本粒子组成，这些粒子受到四种基本力制约：引力、电磁力、弱核力和强核力。但是，多年来标准模型一直遗留一些问题难以解释，因此科学家们也一直致力于突破标准模型，寻找新的理论。