DeepTech深科技 11月10日 21:59
宇宙膨胀减速新证据,挑战暗能量加速膨胀理论
index_new5.html
../../../zaker_core/zaker_tpl_static/wap/tpl_guoji1.html

 

一项韩国延世大学的研究通过分析Ia型超新星的亮度,提出宇宙膨胀可能并非加速,而是正在减速。研究发现,年轻星系中的超新星普遍比年老星系中的暗,这表明用于测量宇宙膨胀的“标准烛光”存在系统性偏差。修正这一偏差后,超新星数据与重子声波振荡和宇宙微波背景辐射等其他观测结果更为一致,暗示暗能量强度可能随时间衰减。尽管这一发现引发了科学界的广泛讨论,一些天文学家认为这可能有助于解释“哈勃张力”,但也有人认为结论尚需更多观测数据验证,现有研究仍存在局限性,未来大型天文项目将是关键的验证手段。

💡 宇宙膨胀可能并非加速,而是减速:韩国延世大学的研究团队通过对数百个Ia型超新星宿主星系的分析,发现年轻星系爆发的超新星普遍比年老星系中的略暗。这一发现挑战了长期以来宇宙加速膨胀的共识,并暗示暗能量的作用可能正在随时间减弱,宇宙已进入减速膨胀阶段。

🔍 标准烛光偏差影响结论:研究指出,Ia型超新星作为测量宇宙膨胀的“标准烛光”,其亮度并非恒定,年轻星系超新星的系统性偏暗可能导致了过去对宇宙加速膨胀的估算被高估。修正这一偏差后,超新星数据与宇宙大尺度结构的其他独立观测数据(如BAO和CMB)更为吻合,支持了宇宙膨胀减速的观点。

🤔 科学界反应与未来验证:该研究引发了天文学界的广泛关注,部分学者认为其可能为“哈勃张力”问题提供解释,但也有不少天文学家持谨慎态度,强调结论仍需更多观测证据支持。延世大学团队计划利用未来的大型天文观测项目(如维拉·鲁宾天文台、欧几里得任务)来收集更精确的数据,以验证其修正模型的可靠性。

2025-11-10 18:30 北京

在过去二十多年里,宇宙正在加速膨胀几乎是现代天文学的共识。

1998 年,科学家通过观测遥远的 la 型超新星,发现其比理想预期的“标准烛光”亮度更暗,因此得出宇宙膨胀速度在增加的结论。这一发现也被认为证明了一种反重力的神秘力量——暗能量(Dark Energy)的存在,并获得了 2011 年的诺贝尔物理学奖。

图 | 宇宙在大爆炸之后不断膨胀(来源:Science Spark)

然而,来自韩国延世大学(Yonsei University)的一项最新研究提出,宇宙并非加速膨胀,而是已经进入减速膨胀的阶段,这一结论正在挑战整个宇宙学的基础假设。这项研究由天文学家李英旭(Young-Wook Lee)教授领导,结果发表于《皇家天文学会月刊》上。

图 | 团队论文:《超新星宇宙学中的年龄偏差效应:与 DESI 测量结果的一致性及宇宙不再加速的证据》(来源:arXiv)

在对数百个 Ia 型超新星的宿主星系进行分析后,团队发现这些超新星的亮度并不像此前认为的那样恒定。研究显示,年轻星系中爆发的超新星普遍比年老星系中的略暗,这意味着用于测量宇宙膨胀速度的“标准烛光”其实存在系统性偏差。过去,科学家正是通过这些超新星的亮度变化来判断宇宙膨胀速度的变化——越暗代表越远,也意味着膨胀越快。但如果超新星本身就更暗,那么“加速膨胀”的结论就可能被高估了。

他们对这一偏差进行了修正,并重新比对了宇宙大尺度结构的其他观测数据,包括重子声波振荡(Baryonic Acoustic Oscillations,简称 BAO)与宇宙微波背景辐射(Cosmic Microwave Background,简称 CMB)。结果发现,修正后的超新星数据与这些独立观测结果更为一致,显示宇宙的膨胀速度并非持续上升,而是在逐渐放缓。

李英旭教授在研究中写道:“我们的分析表明,宇宙已进入减速膨胀阶段,暗能量的强度也在随时间衰减。”暗能量是当代宇宙学最令人困惑的概念之一。据估计,它占宇宙能量总量约 70%,驱动着星系彼此远离。其本质至今未明,只能通过观测宇宙的膨胀速度间接推断。传统模型认为暗能量是一种常量,以固定强度推动宇宙膨胀。但新研究表明,它的作用可能会随时间减弱。

这一观点与近年来其他独立观测的趋势相呼应。今年早些时候,美国“暗能量光谱仪计划”(Dark Energy Spectroscopic Instrument,简称 DESI)也提出类似结论,指出宇宙的膨胀速度可能已进入转折期。DESI 通过对数百万个星系分布的分析发现,暗能量的影响似乎随着时间变化,现有模型无法完全解释观测数据。延世大学的研究在此基础上进一步指出,当考虑到恒星年龄因素后,原本被视为“加速”的膨胀趋势甚至可能已经逆转。

图 | DESI 项目系统(来源:Lawrence Berkeley National Laboratory)

消息一出,在天文学界引发了不同反应。有支持者认为,这一发现为长期困扰宇宙学的“哈勃张力”问题提供了新的可能解释。所谓“哈勃张力”,指的是不同测量方法得到的宇宙膨胀速率存在显著差异,而系统性偏差恰可能是原因之一。英国杜伦大学的宇宙学家卡洛斯·弗伦克(Carlos Frenk)评论道,这项研究大胆而有启发性,值得进一步验证。但也有多位独立天文学家指出,这项研究虽然大胆,但并非决定性结论。例如伦敦玛丽女王大学的宇宙学家埃德·麦考利(Ed Macaulay)评价说:“这是一个有趣的信号,但还不能称为翻盘。尚需其他观测证实。”

这些天文学家的谨慎不无道理。因为目前来看,这项研究还存在较多的局限性。首先,它依赖于宿主星系的“平均年龄”估算,而非对每个超新星的直接测量。星系的演化受多种因素影响,包括恒星形成率、金属丰度与尘埃含量等,这些复杂变量可能影响亮度修正的精确度。其次,研究团队使用的超新星样本仍然有限,覆盖的红移范围不足以完全描述早期宇宙的状态。延世大学的校正方法虽然改进了系统偏差问题,但仍基于模型推导而非观测事实,这意味着其结论具有不确定性。

此外,这项研究的理论框架仍然建立在现有观测模型之上。例如,暗能量被视为一种随时间演化的方程状态,但关于它的本质——究竟是场、粒子还是时空的属性——仍无定论。即便暗能量确实在衰减,也无法直接说明宇宙一定会进入“反大爆炸”或“大坍缩”(Big Crunch)阶段。正如英国杜伦大学的卡洛斯·弗伦克(Carlos Frenk)所言:“它提出了一个值得思考的方向,但这并不意味着我们要立即推翻二十多年来的宇宙学框架。”

在进一步的研究中,观测数据将成为关键验证。延世大学团队计划依托智利的维拉·鲁宾天文台(Vera C. Rubin Observatory),利用其强大的巡天能力,在未来五年内观测超过两万颗新的超新星宿主星系。这将有助于更精确地测定恒星年龄,从而验证当前修正模型的可靠性。同时,欧洲空间局的“欧几里得”任务(Euclid)与美国的“罗曼太空望远镜”(Nancy Grace Roman Space Telescope)也将提供高精度的宇宙膨胀测量,为暗能量演化提供独立的数据支持。

参考链接:

1.https://doi.org/10.48550/arXiv.2510.13121

2.https://www.theguardian.com/science/2025/nov/06/universe-expansion-slowing-not-accelerating-nobel-prize?

运营/排版:何晨龙

阅读原文

跳转微信打开

Fish AI Reader

Fish AI Reader

AI辅助创作,多种专业模板,深度分析,高质量内容生成。从观点提取到深度思考,FishAI为您提供全方位的创作支持。新版本引入自定义参数,让您的创作更加个性化和精准。

FishAI

FishAI

鱼阅,AI 时代的下一个智能信息助手,助你摆脱信息焦虑

联系邮箱 441953276@qq.com

相关标签

宇宙膨胀 暗能量 Ia型超新星 宇宙学 天文学 Cosmic Expansion Dark Energy Type Ia Supernovae Cosmology Astronomy
相关文章