即便是被称为ΛCDM(Lambda冷暗物质)的宇宙学标准模型,也未能赢得大多数受访者的支持。这一结果可能反映了暗能量光谱仪(DESI)最近的发现,该发现表明暗能量可能会随时间变化。这种可能性将与假设暗能量保持恒定的标准模型相冲突。
而且,宇宙学远非物理学家存在分歧的唯一领域。
标准答案未能获得广泛支持
“最引人注目的结果是,基础物理学中所谓的‘标准答案’鲜有获得压倒性支持的,大多数甚至未能过半。有趣的不在于物理学家感到困惑,而在于前沿领域确实充满活力,”圆周理论物理研究所副研究员、滑铁卢大学教授尼亚耶什·阿夫肖尔迪(Niayesh Afshordi)说道。
阿夫肖尔迪与合著者菲尔·哈珀(Phil Harper)以及美国物理学会的《物理杂志》(Physics Magazine)共同领导了这项研究。
在调查包含的问题中,只有两个获得了多数同意。
其中一个涉及大爆炸。尽管流行文化经常对其进行某种特定的描绘,但68%的受访物理学家表示,大爆炸并不一定代表时间的开端。相反,该理论描述了宇宙如何从一个极热、极密的状态演化而来。它本身并不能解释时间是否有一个绝对的开端。
第二个跨越多数门槛的观点是宇宙暴胀。仅有51%的受访者同意早期宇宙经历了一个被称为暴胀的极快速膨胀时期。
暗物质问题依然悬而未决
在许多其他主要问题上,回答的分歧要大得多。
暗物质就是一个例子。只有17%的人倾向于认为暗物质由一种或多种尚未发现的低质量粒子构成。另有12%的人支持修改引力理论。最大的单一群体占21%,倾向于众多提议解释中的某种组合。
这种回答的分散凸显了现代宇宙学核心谜团之一周围共识的匮乏。
量子引力尚无明确赢家
物理学家在量子引力问题上同样存在分歧,这是一项旨在发展出能在量子力学框架内描述引力的理论的努力。
弦理论获得了最多的支持,但只有19%的受访者选择它作为最可能的解决方案。圈量子引力获得了12%的支持,而18%的人倾向于认为引力根本无法被量子化。
结果表明,即使经过数十年的理论工作,也没有任何单一方法成为占主导地位的答案。
为何分歧对物理学可能是好事
那么,如此广泛的分歧对该领域的未来意味着什么?阿夫肖尔迪将缺乏共识视为机遇而非失败的迹象。
“科学真理不是由投票决定的。但共识,或者共识的缺失,告诉我们在哪些地方证据看似已定论,而在哪些地方研究人员仍认为有空间提出截然不同的观点。从这个意义上说,缺乏共识可能是一条线索。它标志着那些可能需要更好数据、更敏锐理论或子领域间新联系的地方。用加拿大唱作人莱昂纳德·科恩(Leonard Cohen)的不朽名言来说:‘万物皆有裂痕,那是光照进来的地方。’”
这些发现并不表明物理学家迷失了方向,而是指向了仍可能取得重大发现的领域。关于宇宙的一些最根本的问题仍然悬而未决,为新观测、更强有力的理论以及意想不到的想法重塑我们的理解留出了空间。
调查结果在《物理杂志》发表的一篇文章中进行了描述。一个在线仪表板还允许读者更详细地探索这些回答。