新研究挑戰諾貝爾獎理論:宇宙膨脹正在減速,而非加速

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11 月 9 日消息,天文學家對一項諾貝爾獎獲獎理論提出了質疑,該理論認為宇宙的膨脹正在加速,而他們指出,宇宙膨脹可能實際上正在放緩。

若這一結論得到證實,將對宇宙的終極命運產生深遠影響:這意味著宇宙或許不會永遠膨脹下去,而是最終可能進入一種被稱為「大坍縮」(Big Crunch)的「反向大爆炸」狀態。主導此項研究的天文學家還表示,他們的觀測結果暗示,驅動宇宙膨脹的神秘力量 —— 暗能量,正隨時間推移而逐漸減弱。

韓國延世大學教授李永旭(Young-Wook Lee)領導了該項研究。他表示:「我們的研究表明,宇宙目前已進入減速膨脹階段,而且暗能量隨時間的演化速度比之前認為的要快得多。若這些結果獲得確認,這將是自 27 年前暗能量被發現以來,宇宙學領域一次重大的範式轉變。」

克卜勒超新星,一種 Ia 型超新星

儘管該論文很可能面臨強烈質疑,但值得注意的是,今年早些時候,頗具影響力的「暗能量光譜儀」(DESI)合作組也獨立得出了類似結論。目前,宇宙學界正就暗能量的本質及宇宙的可能結局展開激烈辯論。

最新研究聚焦於對遙遠超新星(爆發的恆星)觀測結果的可靠性,這些觀測促成了暗能量的發現,而這項研究成果榮獲了 2011 年諾貝爾物理學獎。

李永旭指出:「暗能量與宇宙加速膨脹的發現已過去 27 年。然而,當時存在一項關鍵假設,如今看來是錯誤的 —— 這就好比扣襯衫時第一粒紐扣就扣錯了位置。」

據IT之家了解,20 世紀 90 年代以前,科學界普遍認為引力將起到「宇宙剎車」的作用,通過將星系彼此拉近,從而減緩宇宙的膨脹速度。

這一觀點在天文學家首次利用 Ia 型超新星(一種爆發恆星)觀測估算宇宙膨脹速率後被徹底顛覆。Ia 型超新星被認為具有高度一致的光度特徵,可作為「標準燭光」—— 其觀測亮度可直接反映其距離,從而幫助科學家通過測量不同超新星的紅移(即宇宙膨脹導致光線波長拉伸的現象)來推斷宇宙各區域的退行速度。

觀測發現,遙遠超新星比「減速膨脹宇宙模型」預期的更暗,由此科學家推斷:宇宙不僅未減速,反而正在加速膨脹。

然而,最新研究提出了另一種解釋。研究團隊採用新方法估算了 300 個宿主星系的年齡,進而發現:早期宇宙中恆星性質存在系統性差異,導致其產生的 Ia 型超新星整體上更暗。

在修正了這一系統性偏差後,分析結果仍支持宇宙處於膨脹狀態,但表明其膨脹速率已開始下降,且暗能量正逐漸衰減。理論預測,若暗能量持續減弱並最終變為負值,宇宙將走向「大坍縮」結局。

英國杜倫大學宇宙學家卡洛斯・弗倫克(Carlos Frenk)教授未參與此項研究,但他評價稱:「這些發現值得關注 —— 它們無疑引人深思,極具挑戰性;當然,也可能存在錯誤。但我們無法對此視而不見 —— 他們發表了一篇結論震撼、引人遐想的論文。」

該研究成果已發表於《皇家天文學會月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。


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