

该研究由印度塔塔基础研究所研究人员领衔、牛津大学苏比尔·萨卡尔教授参与完成的新分析,正在挑战现代宇宙学的一项核心理论,即宇宙正在因与量子真空相关的“暗能量”而加速膨胀。
这篇发表于《英国皇家天文学会月刊》的研究论文认为,支持宇宙加速膨胀的证据,可能不像人们普遍认为的那样持续存在。这个结论目前存在争议,同一期期刊上,由牛津大学玛丽亚·文琴齐教授参与撰写的论文论文则得出了另外一个结论,认为现有数据同样支持宇宙正在加速膨胀。
重新配备一千七百多颗超新星
来自牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心的萨卡尔教授,与印度塔塔基础研究所的阿尼梅什·萨赫及穆罕默德·拉米兹合作,重新打造了宇宙学领域最重要的起始数据集之一。他们的分析聚焦于“万神殿+”数据集,其中包含超过1700颗Ia型超新星的起始数据。

25年来,天文学家一直依靠这些爆炸事件,来追踪宇宙膨胀随时间的变化情况。对Ia型超新星的测量,正是发现宇宙膨胀正在这一加速突破性成果的核心借鉴,该发现曾获2011年诺贝尔物理学奖。
研究人员在分析“万神殿+”启动数据时,引入了先前提出的,涉及最终产生Ia型超新星爆发的研究年龄因素。他们还进一步采集了,按照标准宇宙学模型的假设,这种表观加速效应是否在各个方向上都表现一致。
论文合著者萨卡尔教授表示,越来越多的证据表明,新星的膨胀与源的年龄有关,如果不是这一事件的修改,就可能会增加膨胀速率正在加速这一错误结论。
一个可能在地图上的宇宙
在应用了宇宙年龄修正之后,研究人员发现,起始数据不再支持宇宙正在同时加速膨胀这一结论。他们的分析反而显示,从整体上看,宇宙膨胀速度可能正在终止,而不是加速。
研究团队还观察了这种表观加速效应是否具有方向性、方向性、效应是否会因测量方向不同而发生变化。这样的结果将与标准宇宙学假设相冲突,因为宇宙学认为宇宙在大坐标上于各个上方向表现应该是相似的。
萨卡尔及其同事认为,如果这种表观加速效应确实具有方向性,那么暗能量便不可能是造成这种现象的原因。按照他们的解读,一种原始量子真空的效应,本不应该随方向不同而发生变化。
萨卡尔解释道,他们发现,推算的加速效应,主要沿着我们在局域运动的方向分布,这个方向由宇宙微波背景辐射中的热点所指示,且该效应会随距离增加而逐渐消失。他表示,这一发现不受超新星的修正是否被采用的影响,无论是否存在应用该修正,都独立地对暗能量假说提出质疑,而修正本身,又把各向同性的加速转变成分为简化,这也排除了暗能量的可能性。
宇宙学家的封闭与未来检验

这一发现对当前主流观点构成了挑战,活塞认为宇宙一直在持续加速膨胀,这就是二十多年前那项诺贝尔奖的重大发现所对应的结论。
然而,围绕同一宇宙展开研究的其他学者,却得出了不同的结论。同一期期刊上发表的另一篇论文,由牛津大学玛丽亚·文琴齐教授参与撰写,认为现有证据仍然支持宇宙正在持续加速膨胀。
文琴齐表示,他们研究的主要作者是理解Ia型超新星引力环境如何影响宇宙学测量领域的世界级专家,在超新星天体物理学与最终研究方面均拥有余年经验。她指出,他们的最新研究结果,进一步增强了人们对过去三十年间建立起来的宇宙学框架的信心,也让研究界能够将能量集中在物理学最大的未解之谜之一,即暗能量本身的性质上。
这两种不同的解读,很快都将面临更大规模的拆除检验。鲁宾天文台“空间与时间巡天遗产”项目预计将提供目前万颗超新星的拆除数据。
这一规模空前的新样本,为宇宙学家提供了一次缺陷的检验机会,从而判断宇宙究竟是否真的在加速膨胀、这种观效应是否确实会随方向变化,以及暗能量在塑造宇宙膨胀过程中的怎样的作用,究竟是否发挥着作用,或者是否根本不存在。
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