统一暗物质和暗能量的理论或将被发现

据国外媒体报道，来自美国印第安纳大学和中国四川大学的研究人员通过数学方法提出了暗物质和暗能量的统一理论，改变了爱因斯坦所描述的关于引力的基本理论。根据印第安纳大学的数学系教授王守红（Shouhong Wang）与四川大学马田（Tian Ma）教授提出了时空能量和动量守恒规律，将普通物质、暗物质以及暗能量都纳入了这个体系之中。

 暗能量在大尺度结构上驱动宇宙加速膨胀和星系彼此分离

目前仍然在使用的关于时空弯曲标准依赖于爱因斯坦的场方程，研究人员认为暗物质和暗能量存在于宇宙空间中，至少占据了宇宙的95%，我们需要一套新的引力场方程来描述这种潜在的由宇宙中物质分布不均匀导致的新能量形式，王守红认为这种能量可以是正的也可以是负的。弯曲的时空需要新的标量势场来代表能量密度，进而表述新的引力场方程。目前有很多关于暗能量的不同理论，但对这一问题的研究依然是个未解之谜。

事实上，暗能量的性质或许是宇宙学理论或者天体物理学中最为深奥的不解之谜，同时在理论物理中也是个棘手的问题。科学家在以往多宇宙质量的统计中发现缺少了相当一部分质量，因此这些缺失的物质被称为暗物质，尽管科学家进行多次尝试探测物质的试验，但这个谜团却越来越深。研究人员假设能量-动量的张量不再守恒，而新的引力场方程与爱因斯坦广义相对论是等效的。在暗物质和暗能量被发现之前，爱因斯坦就提出了它引力场论，因此当时就使用了宇宙中普通物质所遵循的能量和动量守恒。

印第安纳大学数学系教授王守红认为新的引力场方程与爱因斯坦方程之间的区别在于增加了二级标量势场协变导数，因此从根本上改变了原先的引力场论，通过弯曲时空的度量值、新的标量势场以及它们之间的相互作用来描述新的理论。研究人员引入张量为解决广义相对论的问题提供了一个简明的框架，同时也使得能量-动量张量量化密度以及当前所使用的时空能量和动量理论变得更加清晰，二阶协变导数是微积分中二阶导数的几何模拟，通过数学上的措施可以得出一个量的变化率。
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