神秘的暗能量只是一个美丽的误会?

作者: 大大

来源: 原理

发布日期: 2016-10-22

文章讨论了关于宇宙加速膨胀的发现及其背后的暗能量理论,提出了对这一理论的质疑,并介绍了Subir Sarkar团队的研究,他们认为宇宙可能以恒定速率膨胀,而非加速。文章还提到了其他支持宇宙加速膨胀的证据,并指出需要更多的观测和理论工作来验证这些发现。

五年前,诺贝尔物理学奖颁给了三位天文学家,以表彰他们在1998年发现宇宙正在加速膨胀。他们的结果是基于对Ia型超新星的分析得出。在那之后,科学家广泛接受我们的宇宙被一种称为“暗能量”的神秘物质所支配,正是暗能量导致了宇宙在加速膨胀。而暗能量的行为非常像爱因斯坦场方程中的宇宙学常数(Λ),这样的一个模型被称为宇宙学的“标准模型”(ΛCDM)。

现在,由Subir Sarkar在牛津大学领导的一个物理团队对这个标准宇宙概念提出了质疑。天文学家在宣布发现宇宙加速膨胀以来,对超新星的观测数据已经大大增加。因此,Sarkar团队对最新的740个Ia型超新星样本进行了分析,这个样本的数量是原来的样本的10倍。他们的结果显示,宇宙正在加速膨胀的迹象只有物理学家所称之为的“3个标准差”,要知道,只有达到5个标准差才能说是真正的发现。

取而代之的是,他们发现宇宙更像是以恒定的速率膨胀着。

当然,除了超新星外,还有其它的证据支持宇宙加速膨胀的想法,普朗克卫星最新测量的微波背景辐射(CMB)就是个例子。但是,所有这些其它的试验都是非间接的,他们都是基于一个假设的模型推断出来的结果,CMB并不是直接受暗能量影响的。事实上,的确存在着一个微妙的效应,那便是积分Sachs-Wolfe效应,但是目前探测到该效应的证据并不是很有说服力。

因此,很有可能我们并非在正确的道路上,暗能量的表现或许只是因为我们在一个过于简化的理论模型上对数据进行分析的一个结果。一个更加精妙的理论框架应该考虑宇宙并非完全均匀的,以及在其中的物质表现的并不像理想气体,这两点是标准宇宙模型的主要假设,考虑到这两点后就可以解释许多观测,而且并不需要暗能量的存在。

不过,想要说服物理界接受这个新发现还需要许多的工作,但是这个新发现提醒了我们宇宙标准模型的关键支柱并不是那么坚定的。希望这项工作能够激发对宇宙学数据更好的分析,以及激发更多的理论家提出更精确的宇宙学模型。我们现在所能期待的只有等待下一代望远镜的正式运作,比如欧洲极大望远镜将直接进行15年的观测来告诉我们宇宙是否真的在加速膨胀。

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