我们宇宙的膨胀速度可能正在减慢。这对暗能量意味着什么？

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编译：蔡贺菁

校对：申振宇 王婧彧

美编：李子琦

原文链接：https://www.space.com/astronomy/dark-universe/the-expansion-of-our-universe-may-be-slowing-down-what-does-that-mean-for-dark-energy

两个“扇形”代表银河系平面上下的观测结果（图片来源：DESI合作组/美国能源部/基特峰国立天文台/美国国家光学红外天文研究实验室/美国国家科学基金会/美国大学天文研究协会/R. Proctor/Robert Lea（使用Canva制作））

暗能量本就充满神秘，令人困惑，而最新研究表明，这种未知力量或许不再使星系间越来越远。

这项惊人的研究成果表明，宇宙膨胀速率已开始减缓，这与暗能量仍在加速宇宙膨胀这一当前主流的观点相悖。该发现也印证了暗能量光谱仪（DESI）去年得出的结论：暗能量正在减弱。

这项研究不仅可能彻底改变我们对当今宇宙的认知，还可能为宇宙终结的方式提供线索。如果暗能量已经在与引力的对抗中败下阵来，那么在宇宙膨胀速率放缓之后，空间收缩或许将成为下一阶段的演化方向——这预示着宇宙终将以“大崩缩”的结局收场，如同大爆炸的逆向重演。

此外，这项发现的研究人员已将其誉为可能改变我们对宇宙本质认知的范式转变。“我们的研究表明，宇宙在当前时代已进入膨胀减速阶段，且暗能量随时间演化的速度远超此前认知，”韩国延世大学研究团队负责人李英旭在声明中表示。“若这些结果得到证实，这将是自27年前发现暗能量以来宇宙学领域的一次重大范式转变。”

暗能量的演化

暗能量的存在最早于1998年被提出，当时两支独立的天文学家团队观测到遥远的Ia型超新星——因其恒定的光输出可用于测量宇宙距离，故也被称为“标准烛光”。观测结果显示，星系距离我们越远，其远离速度就越快。这一发现使两支团队意识到宇宙膨胀速度正在加快，他们因此于2011年荣获诺贝尔物理学奖。为解释这种加速膨胀现象，科学家引入了暗能量这一暂定性力量。

在随后的三十年间，尽管科学家未能最终确定暗能量的本质，但他们发现这种力量占据主导地位，约占宇宙总能量-物质预算的68%。研究人员还发现暗能量并非始终占据主导地位，它似乎在约50亿年前，即大爆炸后约90亿年，开始主宰宇宙，并加速宇宙膨胀进程。

2024年春季，DESI项目首批研究成果首次揭示暗能量可能并不如先前认为的那般主导宇宙。延世大学的李教授及其团队发现Ia型超新星或许并非完全标准，这一发现为暗能量理论打开了新缺口——因为这些爆炸事件的母星年龄可能对其亮度产生显著影响。事实上，该团队发现即使对Ia型超新星的光度进行标准化处理后，年轻恒星群体中的Ia型超新星亮度仍明显弱于年老恒星群体中的同类天体。

美国宇航局/欧洲航天局哈勃太空望远镜拍摄的超新星SN UDS10Wil影像，该超新星在100多亿年前爆发——这是迄今观测到的最遥远的Ia型超新星。（图片来源：美国宇航局、欧洲航天局及Z. Levay（太空望远镜科学研究所））

通过300个星系的观测样本，研究指出，存在99.99%的显著性概率表明：遥远Ia型超新星的变暗不仅可能源于宇宙膨胀等宇宙学效应，还可能由恒星效应引发。在修正观测偏差后，研究团队发他们的结果排除了当前主流的宇宙演化模型——即宇宙学标准模型（Lambda冷暗物质模型，LCDM）及其暗能量理论框架。

然而，这项研究得出的主要结论是：宇宙并非以加速状态膨胀，而是已经过渡

到减速膨胀的状态。这一发现甚至比DESI暗物质探测器暗示暗能量正在减弱的迹象更为深入。

在DESI项目中，通过将未经校正的超新星数据与重子声波振荡测量结果相结合，获得了关键结论：尽管宇宙未来将进入减速阶段，但当前仍在加速膨胀，“李解释道，”而我们的分析——应用了年龄偏差校正——则表明宇宙如今已进入减速阶段。"

该团队下一步将通过开展“无演化测试”来验证这些结果，该测试仅使用来自不同距离年轻星系中的年轻Ia型超新星。位于智利帕乔山顶的维拉·鲁宾天文台刚刚启用全球最大的数码相机开始观测宇宙，它将在这项研究中发挥重要作用。

“未来五年内，随着维拉·鲁宾天文台探索超过2万个新超新星宿主星系，精确的年龄测量将使我们能够对超新星宇宙学进行更可靠、更确凿的检验，”团队成员、延世大学研究员郑哲表示。

该团队的研究成果于11月5日发表在《皇家天文学会月报》期刊上。

责任编辑：杨伯顺

牧夫新媒体编辑部

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DESI绘制了迄今为止最大的宇宙三维地图。地球位于这张地图的中心。在放大的部分，很容易看到我们宇宙中物质的基本结构。（图片来源：Claire Lamman/DESI合作；cmastero定制色图包）

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