宇宙加速發現榮獲諾貝爾物理學獎

宇宙正在以越來越快的速度膨脹這一令人震驚的發現獲得了2011年諾貝爾物理學獎。 10 月 4 日在斯德哥爾摩宣布，三名美國出生的天文物理學家將瓜分 150 萬美元的獎金。

達特茅斯學院專門研究宇宙學的理論物理學家羅伯特·考德威爾說：“這是一個巨大的消息，因為這是一項根本性的發現，改變了我們對宇宙的看法。”

一半的獎金頒給了加州勞倫斯伯克利國家實驗室的索爾·珀爾穆特 (Saul Perlmutter)。 1988年，他啟動了超新星宇宙學項目，測量某種遙遠超新星的亮度。 由於這些爆炸的白矮星往往會發出相同數量的光，因此它們為測量遙遠物體的移動速度提供了一個宇宙標準。 珀爾馬特希望找到證據表明，由於重力抑制了宇宙的成長，時空結構正在以越來越慢的速度膨脹。

韋斯頓溪澳洲國立大學的布萊恩·施密特以及約翰·霍普金斯大學和巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的亞當·里斯也是如此。 兩人將平分另一半獎金。 他們的高 z 超新星搜尋團隊於 1994 年成立，使用地面望遠鏡在夜空中搜尋大片超新星。

1998年，敵對團隊都宣布了一些完全出乎意料的事情：與較近的超新星相比，遙遠的超新星比現有理論預測的要暗淡。 人們發現宇宙的膨脹不但沒有減慢，反而在加速。 後來的研究表明，膨脹開始於大約 45 億年前，大約與太陽系形成的同時。

「我們最終告訴我們的團隊，並最終告訴全世界，我們得到了這個瘋狂的結果，我們感到有點惶恐，」施密特在宣布該獎項時告訴諾貝爾委員會。

這些觀察結果後來被更精確的測量所證實，顯示除了熟悉的吸引力之外還存在著一種排斥引力。 暗能量是一種看不見的能量形式，雖然約佔宇宙質量能量的四分之三，但人們普遍認為暗能量是這種推動背後的實體。 類似的想法最初是由愛因斯坦本人提出的，但後來被拒絕了。 對大爆炸留下的輻射的觀察支持了這種暗能量的存在。

「這是一個熱門研究主題，」瑞典烏普薩拉大學物理學家、瑞典皇家科學院院士奧爾加·博特納 (Olga Botner) 說。 「最熱門的候選人是所謂的暗能量。 我們不知道那是什麼。

在一些理論中，暗能量是恆定的，並且均勻地分佈在整個宇宙中。 在其他情況下，不同地方的密度會隨著時間而改變。 有些理論家完全放棄了這個概念，寧願透過修補重力本身的工作原理來解釋神秘的加速度。

「這個謎題是所有科學中最深奧的謎團，」芝加哥大學理論天文物理學家麥可‧特納說。 “也許不是最重要的，但肯定是最深刻的。”

揭示這種假設的暗能量的本質可能需要新的儀器。 天文學家將使用南極望遠鏡檢查宇宙微波背景輻射（大爆炸的微弱殘餘物），以了解暗能量如何對抗重力來塑造星系群。 最近在伊利諾伊州巴達維亞費米國家加速器實驗室建造的巨型相機將安裝在智利的望遠鏡頂部，它將拍攝非常遙遠的超新星和星系的快照，以準確確定宇宙的膨脹方式已經改變。

去年，天文物理學小組將美國太空總署提議的廣域紅外線巡天望遠鏡列為首要任務，部分原因是它將提供有關暗能量的特別詳細的資訊。 由於美國宇航局科學預算緊張，該項目已被推遲，未來仍不確定。