在导致标准宇宙学模型危机的因素中，对暗能量和暗物质的“重新解释”发挥了关键作用，简单说来，暗能量因素导致标准模型危机的可能性小，而暗物质因素导致标准模型危机的可能性大。天文和物理学家对暗能量导致的宇宙膨胀没有太多异议，争议的焦点在于暗能量的比重和宇宙膨胀率的大小，如果在天文观测中发现宇宙膨胀率大，呈加速膨胀的速率，那么暗能量占宇宙成份的比重大；如果在天文观测中发现宇宙膨胀率小，甚至呈减速膨胀，那么暗能量占宇宙成份的比重小。2016年4月，约翰·霍普金斯大学的物理学家亚当·里斯带领的科学团队发现宇宙膨胀的速度要比此前的估计超出8%左右。2016年10月，牛津大学的物理学家苏比尔·萨尔卡尔教授率领的天文团队发现宇宙呈均匀的膨胀速度。不同年代和不同天文团队所测量的宇宙膨胀率不同。1929年，哈勃发现了宇宙膨胀，证实了广义相对论宇宙模型，但是，哈勃测量的宇宙膨胀率误差很大。1998年，加州大学和澳大利亚国立大学的天文学家发现了宇宙的加速膨，萨尔·波尔马特，布莱恩·施密特，亚当·里斯“三人小组”在2011年由于这一发现而获得诺贝尔物理学奖。显然，即使牛津大学的苏比尔·萨尔卡尔率领的天文团队作出了正确发现，也不能更改2011年的诺贝尔物理学奖项。

对标准宇宙学模型提出最大挑战的因素不是暗能量，而是暗物质，来自暗物质因素“史上最大”的挑战在2016年的年末发生了两次。一次是天文学家在天文观测中发现了几乎可以取代“暗物质”的普通昏暗物质，2016年10月，诺丁汉大学的天体物理学家克里斯托弗·孔塞利切带领的天文团队使用哈勃太空望远镜提供的数据，通过计算发现宇宙至少有2万亿个星系，以前科学家的估计只有1000到2000亿个，新的星系数量比以前已知的多出了10倍多。另一次是物理学家在理论创新中提出了取代暗物质的“修正引力理论”。2016年11月，阿姆斯特丹大学德尔塔理论物理研究所的著名弦理论家埃里克·韦尔兰德写了一篇解释“新引力理论”的最新论文，他在论文中进一步发挥了取代暗物质，甚至取代暗能量的观点。以研究弦理论、引力、黑洞和宇宙学著称的理论物理学家埃里克?韦尔兰德早在2010年1月就发表了论文《引力的起源与牛顿定律》，他在这篇论文中提出了一种假说：引力并非是一种基本力，而是熵力，熵力是由物体的熵值改变引起的力，他认为当小质量物体靠近大质量物体时会引起大质量物体熵值的增加，造成的效应相当于一种引力、或万有引力。2011年6月，他曾被授予荷兰的斯宾诺莎奖。

埃里克·韦尔兰德早在2009年就提出了引力的熵力来源学说，这是一种关于万有引力本质的理论假说，他认为牛顿的万有引力定律和爱因斯坦的广义相对论对引力作了最好阐释，但是，人们对引力的本质仍不了解。他的处于初级阶段的假说提供了一种可能，用以描述引力的来源。根据韦尔兰德公式的推导，引力不是一种基本力，而是一种宏观效应，引力来源于熵力，本质上与弹力、压强等作用力相同。两个物体之间全息表面的熵（平均信息量）的变化导致了系统能量的改变，从而产生引力现象。韦尔兰德通过统计物理与全息原理推导出牛顿的万有引力定律和爱因斯坦的广义相对论，他由此认为全息原理和量子力学才是更基本的原理，广义相对论则是一种可以被推导出来的理论。韦尔兰德的“新引力理论”会不会挑战牛顿、胡克、爱因斯坦引力理论的权威，制造一个“爆炸性事件”？我们需要耐心等待物理学家的回应。韦尔兰德有自己的说法，“目前这还算不上理论，只是一种新的范例和框架”，“挑战现在才开始”。不限于引力概念，他甚至认为质量和惯性也是一种宏观效应，可以用全息理论和量子力学来解释。

如果引力的熵力实质学说得到物理实验和天文观测的证实，那么不仅暗物质的概念是多余的，而且宇宙学标准模型的“大树”有可能被“连根拔起”。熵力学说不仅取代了暗物质的可能，甚至替换了标准模型的理论基础——广义相对论，宇宙大爆炸的标准模型“岌岌可危”。埃里克·韦尔兰德的引力新论不是一种“修修补补”的工作，而是一种颠覆性、开创性的理论重建，就像相对论、量子论在经典物理学基础上建造了一座全新的近代物理学大厦一样，韦尔兰德的引力新论似乎要在广义相对论的基础上建造一座全新的引力物理学大厦。显然，如果有更好的引力理论来代替广义相对论，那么标准宇宙学模型随之也会发生根本的改变，相当于构建一个全新的标准宇宙学模型。也许标准宇宙学模型遭遇的危机才刚刚开始，最大的危机因素来源于天文学家对更多昏暗物质的观测和物理学家对引力性质的重新解释。韦尔兰德的引力新论明确否定了暗物质的存在，是一种导致宇宙学标准模型危机的最大根源。韦尔兰德在2010年提出了新的引力假设，现在的他在论文中进一步指出：当把新的引力定义应用到宇宙学，不再需要找出一个新的粒子来解释暗物质，银河系的诸多行为没有暗物质理论的支持也可以得到解释。

根据目前的宇宙物理学成果，暗物质数量大约是可见物质的5到6倍，或者说超过80%的所有物质是人们无法看到的暗物质。根据宇宙学标准模型的解释，隐形的暗物质以及它所提供的引力，可以解释在星系旋转时其边缘的天体不会飞出星系的原因。为了解释在星系和更大天体系统中存在的天体异常运动，天文学家假设在我们的宇宙中充满一种看不见的物质，但是，科学家还没有直接探测到这种物质，他们却相信它的存在。韦尔兰德将星系中天体异常运动的原因归为异常的引力作用，将新理论称之为“突现引力”，他认为引力是一种突生现象，而不是宇宙的一种基本力，就像物质的温度源于分子的热运动一样，引力从基本信息位的变化中产生，基本信息位存储在时空的结构中，当时空的信息密集度改变时，引力就会出现。引力的本质是熵力，而熵力是宏观动力学系统的产物，类似于气体中分子运动所带来的气体压力。韦尔兰德说过，“我认为暗物质是另一种物理现象的标志”，他发表过万有引力定律和导致天文学家推演出暗物质的动机或许都是错误的言论。

为了解释星系和宇宙中的暗物质现象，物理学家采用了两种方法，一种是在宇宙学标准模型中引进暗物质概念，这是天文学家和科学爱好人士广泛认可的主流理论。宇宙微波背景辐射卫星探测项目的科学家以标准模型为蓝本，在获取的“大数据”基础上精确地计算暗物质在宇宙成份中的比重。另一种可以彻底颠覆标准模型的方法是放弃“暗物质”概念，建构一个属于非主流的修正牛顿万有引力的理论，即MOND理论，韦尔兰德将这种修正引力的理论发挥到极致，不仅用修正引力来取代了暗物质，而且用“熵力”取代了引力，他给出了解释，“很多像我这样的理论物理学家正在对引力理论进行修正，并且有很重大的进展”，“我们或许正站在一个全新科学革命的边缘，它将完全地改变我们对空间、时间和引力本质上的看法”。阿姆斯特丹大学的理论物理学家韦尔兰德已经成为MOND理论的代表人物，他和爱因斯坦提出的引力理论相比，两者都认为引力是时空的一种性质，爱因斯坦将引力看成是时空弯曲的表现，而韦尔兰德认为引力储存在时空的信息结构中，信息碎片的变动过程产出“熵力”，它的行为作用就像是引力。

韦尔兰德在2016年11月发表的最新论文在过去研究成果的基础上有了一些新的进展，他的独特理论似乎可以取代牛顿和爱因斯坦的引力理论，可以取消神秘的暗物质，预示了一种新宇宙学标准模型的产生。现在断言标准模型的大厦即将倒塌，预言标准模型的巨大危机将导致物理学革命还为时过早。他用量子论和全息信息论建立起来的复杂物理理论并没有得到任何物理实验和天文观测的检验。对于修正引力的理论可能引起的物理学和标准宇宙学模型的危机，我们只能在学习中等待，在等待中学习，暂时找不到其中的答案。毕竟广义相对论经过了无数次的检验，是一种成熟、完备的理论，广义相对论给出的推论已经应用到航天航空工程领域。韦尔兰德提出的修正引力还不是一种成熟、完备的理论，虽然如此，物理学家在标准宇宙学模型的两个最不确定的因素——暗物质和暗能量的探索性研究中所取得的任何进展都值得关注和期待，“新物理学”也许能够建构新的宇宙学标准模型。

（邓如山[email protected]&160;2016-12-5）

(CanModifiedgravitytheoryoverridecosmological"standardmodel"?)

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