根据新的研究,暗能量——一种导致宇宙加速膨胀的未知能源——实际上并不存在。
暗能量通常被认为是一种微弱的反重力,其作用独立于物质,约占宇宙质量能量密度的三分之二。
Lambda 冷暗物质 (ΛCDM) 模型作为标准宇宙学模型已经有四分之一个世纪了,它需要暗能量来解释观测到的宇宙膨胀速度的加速。
天体物理学家基于对遥远星系中超新星爆炸距离的测量得出了这一结论,如果宇宙膨胀没有加速,这些距离似乎比应有的距离更远。
然而,目前宇宙的膨胀速度正日益受到新观测的挑战。
首先,来自大爆炸余辉的证据——宇宙微波背景——表明早期宇宙的膨胀与当前的膨胀不一致,这种异常现象被称为哈勃张力。
此外,在对暗能量光谱仪(DESI)的新高精度数据进行分析时,科学家发现ΛCDM模型并不适合暗能量随时间演变而不是保持恒定的模型。
哈勃张力和 DESI 揭示的惊喜都很难在使用 100 年前简化的宇宙膨胀定律(弗里德曼方程)的模型中解决。
这假设,平均而言,宇宙是均匀膨胀的——就好像所有宇宙结构都可以通过搅拌机制成毫无特色的汤,没有复杂的结构。
然而,目前的宇宙实际上包含一个复杂的宇宙网络,由星系团组成,呈片状和细丝状,围绕着巨大的空虚空间。
大卫·威尔特郡教授说:“我们的研究结果表明,我们不需要暗能量来解释为什么宇宙似乎在加速膨胀。”
“暗能量是对膨胀动能变化的错误认识,在我们实际生活的宇宙中,这种动能的变化并不均匀。”
“这项研究提供了令人信服的证据,可能会解决有关我们不断膨胀的宇宙怪癖的一些关键问题。”
“有了新的数据,宇宙最大的谜团可能会在本世纪末得到解答。”
新证据支持宇宙膨胀的时间景观模型,该模型不需要暗能量,因为拉伸光的差异不是宇宙加速的结果,而是我们校准时间和距离的结果。
它考虑到重力会减慢时间,因此真空中的理想时钟比星系内的时钟走得更快。
该模型表明,银河系中的时钟比大型宇宙空洞中平均位置的时钟慢约 35%,这意味着空洞中的时间会多过去数十亿年。
这反过来又会导致空间进一步膨胀,当如此巨大的空洞逐渐主宰宇宙时,看起来膨胀速度会越来越快。
“我们现在拥有如此多的数据,到了 21 世纪,我们终于可以回答这个问题了——简单的平均膨胀定律如何以及为何从复杂性中出现?”威尔特郡教授说道。
“与爱因斯坦广义相对论一致的简单膨胀定律不必遵守弗里德曼方程。”
“欧空局的欧几里得卫星于 2023 年 7 月发射,有能力测试弗里德曼方程并将其与时间景观替代方案区分开来。”
“然而,这将需要至少 1,000 次独立的高质量超新星观测。”
这学习发表于皇家天文学会月度通知:信件。
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安东尼娅·塞弗特等人。 2025 年。超新星证据表明宇宙学模型发生了根本性变化。MNRASL537(1):L55-L60; DOI:10.1093/mnrasl/slae112