你知道宇宙有多大吗?
近一个世纪以来,“宇宙在膨胀” 已成为科学界的共识,而2011年诺贝尔物理学奖认证的“加速膨胀”现象,更让暗能量成为宇宙中最神秘的 “幕后推手”。
支撑这一切认知的宇宙学标准模型,凭借“宇宙常数” 解释暗能量恒定存在的核心假设,几十年来精准契合了几乎所有天文观测。
但如今这一理论基石正遭遇前所未有的冲击!暗能量光谱巡天合作组织发布的迄今最全面宇宙膨胀新图,用近1870万个天体的三维数据编织出的宇宙轨迹,悄然指向了标准模型的裂痕。
被奉为圭臬的 ΛCDM 模型真的要走向崩溃了吗?
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要理解DESI新图的冲击力,得得看清这张“宇宙地图”的含金量。
作为全球70多个科研机构、900余名科学家联手打造的旗舰项目,DESI依托4米口径光学望远镜,配备了堪称“宇宙扫描仪” 的高效观测系统。
在最佳状态下,它每20分钟就能扫描5000个天体,一整夜可捕获超10万个星系的光谱信息。
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与传统巡天不同DESI采用 “分层探测” 策略,针对不同宇宙时代选择专属 “示踪物”,用亮星系记录近邻宇宙的状态,用亮红星系和发射线星系追溯更遥远的过去,再以类星体及其中间的莱曼 -α 森林吸收图案,还原 110 亿年前的宇宙面貌。
如此精密的观测,离不开一把宇宙诞生时留下的“标准尺”重子声学振荡(BAO)。
大爆炸后38万年,炽热等离子体中的声波向外扩散,待光子与物质分离后,这些涟漪便 “冻结” 成固定尺度,如今表现为星系间约5亿光年的特征距离。
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就像用已知长度的尺子测量远方物体,科学家通过观测不同时代BAO的视大小,就能推算宇宙膨胀速度的变化。
DESI将这把尺子的测量精度提升至1%以内,较早期数据误差降低30%,这种精度正是挑战标准模型的底气。
既然观测如此精准,为何会与主流理论产生矛盾?
在ΛCDM模型中,暗能量被等同于爱因斯坦曾引入又否定的“宇宙常数”,它是时空本身的固有能量,状态方程参数w恒为 - 1,意味着其密度不随宇宙演化改变。
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这一假设让暗能量占据了宇宙 68% 的成分,成功解释了加速膨胀现象。
但 DESI 的新数据打破了这种 “恒定” 的美好,当研究人员将其与宇宙微波背景、超新星等观测结果结合时,发现与数据最契合的模型参数,竟与 CMB 观测推导的结果存在偏差。
虽未达到5西格玛的 “发现级” 标准,但这种分歧较此前明显扩大,已无法用偶然误差解释。
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更关键的是暗能量居然在 “长大”。中国科学院国家天文台赵公博团队领衔的分析发现,若允许状态方程参数w随时间变化,模型与数据的吻合度显著提升。
这意味着暗能量可能并非恒定的真空能量,而是具有动力学属性的 “活性能量”,其排斥力在近代甚至有所增强。
这种变化直接冲击了 ΛCDM 模型的核心,毕竟一旦暗能量并非恒定,整个宇宙的演化逻辑都需要重新改写。
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从爱因斯坦为维持静态宇宙引入 “宇宙常数” 的纠结,到 DESI 图谱揭示暗能量的动态迹象,人类对宇宙的探索始终在质疑与突破中前行。
无论未来数据证实暗能量演化还是修正观测误差,这场跨越百亿年的宇宙 “解码”,都将让我们更清晰地认识自己在宇宙中的位置 ,渺小却坚韧的探索者,正用智慧丈量着永恒的星辰大海。
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