作者:辛雨 来源:中国科学报 发布时间:2024/4/9 17:06:25
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最大宇宙3D地图表明暗能量似乎越来越弱

 

美国劳伦斯伯克利国家实验室借助暗能量光谱仪器(DESI),绘制了最大的宇宙三维地图,相关宇宙演化线索表明,随着时间的推移,暗能量似乎正在减弱。相关研究结果公布于预印本网站arXiv。

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最大宇宙三维地图的一部分,展示了物质的基本结构。图片来源:laire Lamman/DESI collaboration

25年前,美国约翰霍普金斯大学Adam Riess首次发现暗能量存在的证据,他表示,宇宙学的标准理论模型λ冷暗物质(ΛCDM)表明,随着时间的推移,暗能量的强度应该是静态的。“如果该研究假设成立,这将是一件非常重要的事情。”

暗能量被认为是导致宇宙加速膨胀的原因。如果它不是静态的,那么其可能对我们关于宇宙起源、大小和最终命运的想法产生巨大影响。Reiss说,这可能意味着“我们将不得不对重力和场的理解进行一些严肃的自我反省”。

即使DESI的研究人员也不太确定数据表明暗能量最近可能变得更弱的事实是什么。研究人员通过测量宇宙中星系的大规模结构和分布来检测暗能量的强度,这说明了宇宙是如何随着时间的推移而膨胀的。随后,研究人员将这些信息与三组关于超新星的数据结合起来,这些数据就像所谓的“标准蜡烛”,通过它们可预测的亮度来确定与宇宙物体的距离。

令人惊讶的是,三个超新星样本都对宇宙膨胀率随时间的变化给出了不同的答案。这三者都表明,暗能量的影响可能在最近的亿万年中有所减弱,但这些建议的强度各不相同,因此研究人员不太确定如何解释这些数据。

DESI发言人、犹他大学Kyle Dawson指出,有两个超新星样本彼此不一致,它们是非常非常相似的样本。因此不知道哪一个是正确的,真相可能介于两者之间,但看起来真正的差异在于超新星研究人员评估数据的方式。

模型之间的差异σ衡量的是,模型之间偶然发生类似冲突的可能性。Riess指出,差异在3σ左右是值得注意的指示水平,低于这个数值通常很可能只是一个简单的巧合,不会让研究人员感到特别兴奋。而ΛCDM与超新星和DESI测量组合之间的差异范围为2.5 σ至3.9 σ。

暗能量占宇宙的近70%,因此我们对其本质的理解上的任何错误都可能对物理学产生广泛的影响。不过,要证明这个误差是否真的存在,还需要在未来几年进行更精确的测量。

“如果研究结果是真的,这将是25年来我们获得的关于暗能量本质的第一个真正的线索。”Riess说。

相关论文信息:https://doi.org/10.48550/arXiv.1234.56789

 
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