神秘的暗能量可能根本就不存在？當(dāng)?shù)貢r間1月5日，韓國延世大學(xué)在美國天文學(xué)年會上發(fā)表的最新成果無疑將引發(fā)宇宙學(xué)界的震蕩。該成果指出，2011年頒給暗能量發(fā)現(xiàn)者的諾貝爾物理學(xué)獎，極可能建立在一個錯誤的假設(shè)之上。

沒人知道暗能量從何而來，是何形態(tài)。迄今為止，暗能量公認(rèn)最有利的存在證據(jù)是宇宙加速膨脹。科學(xué)家猜測，在星系之間的廣闊空間，一種向外推的神秘力量比引力更為強(qiáng)大，導(dǎo)致宇宙的膨脹在加速，星系之間的距離越來越遙遠(yuǎn)。這種暗能量，組成了約68%的宇宙。

超新星“燈塔”

那么，要如何確定宇宙在加速膨脹的呢？這就需要在浩瀚“大海”里找到一些固定的“燈塔”。如果發(fā)現(xiàn)“燈塔”們都正在加速遠(yuǎn)離地球，那么宇宙顯然正在加速膨脹。

恒星走到生命盡頭時爆炸形成的耀眼超新星引起了科學(xué)家的注意。其中，有一類la型超新星，被認(rèn)為具有相同的光度峰值，最適合作為“燈塔”。1998年，由美國、澳大利亞科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的兩個研究小組，幾乎同時利用la型超新星測距，發(fā)現(xiàn)了暗能量存在的證據(jù)，因此獲得了2011年諾貝爾物理學(xué)獎。

這個諾獎具有里程碑意義，使得暗能量登堂入室，成為主流宇宙學(xué)理論。我們的宇宙不是靜止的，也不是如彈簧般爆炸后又壓縮，而是具有一個加速膨脹的“開放式結(jié)局”，

再具體來說，科學(xué)家們是通過“燈塔”亮度的變化來確定它們在加速遠(yuǎn)離的。生活中有這樣一個有趣的現(xiàn)象：當(dāng)一輛救護(hù)車鳴著笛由遠(yuǎn)及近向你迎面駛來的時候，你會聽到警笛聲變響，音調(diào)變高；而當(dāng)車從近而遠(yuǎn)離去的時候，聲音變輕的同時，音調(diào)變低。物體輻射的波長因為波源和觀測者的相對運(yùn)動而產(chǎn)生變化，這就是“多普勒效應(yīng)”。

不僅僅是聲音，所有的波動現(xiàn)象都存在多普勒效應(yīng)。當(dāng)一顆遙遠(yuǎn)超新星的光芒頻率變低，出現(xiàn)紅移，就表示它正在遠(yuǎn)離地球，正如鳴笛遠(yuǎn)去的救護(hù)車。2011年諾貝爾物理學(xué)獎得主亞當(dāng)·里斯等人，正是通過“燈塔”光芒的紅移情況來判斷它是否在加速遠(yuǎn)離地球。

錯誤的假設(shè)？

但以上這一連串行云流水的邏輯建立在一個根本假設(shè)上，那就是修正一切變化因素后，“燈塔”的光芒是“標(biāo)準(zhǔn)燭光”，只會因距離變動而在地球上觀測出紅移。

但會不會還有此前沒考慮到的變化因素呢？

這次延世大學(xué)團(tuán)隊歷時9年，利用智利拉斯坎帕納斯天文臺的2.5米望遠(yuǎn)鏡和美國亞利桑那州的6.5米多鏡面望遠(yuǎn)鏡（MMT）完成了高質(zhì)量的光譜觀測，覆蓋了人類已知的絕大多數(shù)含有l(wèi)a型超新星的星系。

他們發(fā)現(xiàn)，超新星的亮度與恒星群年齡存在顯著的相關(guān)性，置信水平達(dá)到99.5%。也就是說，超新星本身亮度就會演化出紅移，如果不考慮到這一點(diǎn)，基于超新星紅移的計算結(jié)果必然會出現(xiàn)系統(tǒng)性誤差。

事實上，當(dāng)把超新星自身的亮度演化考慮進(jìn)去之后，就再也沒有暗能量導(dǎo)致紅移的空間了。暗能量存在的最重要證據(jù)受到挑戰(zhàn)。

主導(dǎo)此項研究的Young-Wook Lee評價道：“用卡爾·薩根的話說，非凡的結(jié)論需要非凡的證據(jù)，但我不確定暗能量有這般非凡的證據(jù)。我們的結(jié)果表明，從超新星宇宙學(xué)中發(fā)現(xiàn)暗能量，并獲得2011年諾貝爾物理學(xué)獎的成果，可能只是一項脆弱而錯誤的假設(shè)的產(chǎn)物。”

雖然宇宙微波背景輻射（CMB）和重子聲學(xué)振蕩（BAO）都曾為暗能量提供間接性證據(jù)，但近兩年來也有一些新的探測數(shù)據(jù)并不兼容暗能量的存在。這次關(guān)于超新星亮度演化的發(fā)現(xiàn)，可以說非常關(guān)鍵而及時，可能引發(fā)暗能量研究的震蕩，甚至改寫對宇宙最終結(jié)局的預(yù)測。

總結(jié)

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