暗能量是我们仍在探索的宇宙学特征之一。虽然无法直接观测,但最显著的探测方式是通过其对宇宙的影响——主要表现为导致宇宙膨胀加速">暗能量是我们仍在探索的宇宙学特征之一。虽然无法直接观测,但最显著的探测方式是通过其对宇宙的影响——主要表现为导致宇宙膨胀加速">微小的超新星误差可能让暗能量“危机”消失,新论文指出 | 奇点天文的配图暗能量是我们仍在探索的宇宙学特征之一。虽然无法直接观测,但最显著的探测方式是通过其对宇宙的影响——主要表现为导致宇宙膨胀加速
但最近物理学家开始质疑这一传统认知,指出观测结果显示宇宙膨胀速率与现有数学模型预测不符。本质上,暗能量可能随时间演化,这将对宇宙膨胀进程及整体宇宙物理学产生重大影响。
斯拉瓦·图里舍夫博士(同时也是太阳引力透镜任务最积极的倡导者)的新论文提出另一种可能:数据偏差或许源于对特定宇宙学特征(如超新星)测量的不准确。这场争论的起因是暗能量光谱仪(DESI)发布了第二批数据(天文学术语称为DR2)。
此前研究发现,DESI新绘制的星系图与宇宙微波背景(大爆炸遗留的余辉辐射)存在明显偏差。一种解释认为,暗能量在数十亿年的时间尺度上发生了“演化”——可能变弱或变强。图里舍夫博士认为不能急于接受这一结论:重大科学论断需足够证据支撑,而DESI DR2与宇宙微波背景(CMB)的偏差可能存在明确的误差来源。
例如,若超新星亮度测量偏差仅0.02星等,就能解释该偏差。超新星是宇宙尺度距离测量的常用“标准烛光”,其亮度精度直接决定距离测量的准确性。图里舍夫博士等天体物理学家对现有望远镜能否满足这一精度要求存疑。
另一个潜在误差点是“宇宙标尺”——声视界(这一名称颇具金属乐队风格)。声视界测量的是早期宇宙热等离子体中,物质团从初始位置以声速向外移动的距离。这些波动被称为重子声学振荡(BAO),持续约38万年,直到宇宙冷却至足以形成首批原子时停止,相当于被“冻结”在原位。
我们将这一固定距离作为宇宙标尺,测量其他天体的距离。但由于该标尺本身依赖测量,仪器的微小误差会导致后续距离测量的连锁偏差。为修正这一问题,图里舍夫博士建议采用阿尔科克-帕钦斯基(AP)诊断法:该方法不依赖早期宇宙特定阶段的模糊测量,而是基于计算出的宇宙几何形状。
若经上述检查后,暗能量仍表现出演化迹象,图里舍夫博士提出了两个潜在模型:其一为“晚期转变相互作用解冻者(LTIT)”模型,模拟暗能量在宇宙诞生后特定时间“解冻”,并逐渐与暗物质相互作用增强,这正是我们观测到的宇宙膨胀加速现象;其二为“幻影穿越”模型,即暗能量可能在某一时刻变得极强,转变为“幻影能量”。
若“幻影穿越”理论成立,图里舍夫博士指出需全新物理学框架解释,因为它完全不符合现有标准宇宙学模型。目前,我们仍在持续收集暗能量及其相关谜团的证据。
值得庆幸的是,更多数据已或即将发布:欧几里得宇宙探测器最近公布了首批科学数据集,天体物理学家正仔细分析以进一步揭示这一宇宙暗力量;DESI也在积极收集第三批数据(包含主调查前三年的观测结果,有望今年晚些时候发布)。该研究已作为预印本发表在arXiv平台上。