暗能量最新进展(暗能量简介)
科学家们正借助一种名为“时景”(timescape)的新模型,挑战暗能量的存在这一理论认为,宇宙的膨胀可能受到其内部不均匀结构的影响,而非某种无形力量的作用该理论有潜力解决当前的宇宙学争议,即将到来的卫星数据将在验证其有效性方面发挥关键作用。
暗能量长期以来被视为科学界最大的谜团之一,但研究宇宙如何膨胀的科学家们现在提出,暗能量或许根本不存在在过去的一个世纪里,物理学家普遍接受的观点是,宇宙在各个方向上都是均匀增长的然而,新西兰克赖斯特彻奇坎特伯雷大学的一组物理学家和天文学家正在重新审视这一传统观念。
新的证据支持了宇宙膨胀的“时景”模型,该模型不需要暗能量作为解释。根据这个模型,拉伸光的差异不是由宇宙加速引起的,而是我们校准时间和距离的方式所导致的结果。

通过这幅图像,我们可以一窥目前所了解的宇宙历史时景模型的意义该模型考虑到引力会使时间变慢,因此空旷太空中的理想时钟会比星系内走得快银河系中的时钟比大宇宙空洞中平均位置的时钟慢约35%,这意味着后者会多走数十亿年。
领导这项研究的大卫-威尔特希尔教授表示:“我们的研究表明,无需引入暗能量即可解释为何宇宙看起来正在加速膨胀暗能量实际上是对膨胀动能变化的误解,而这种变化在一个如我们所生活的多变宇宙中并不均匀”这项研究提供了令人信服的证据,有望解决围绕我们不断扩张宇宙的一些关键问题。
随着新数据的获取,关于宇宙最大的谜团或可望在本十年末得到解答”新的分析结果已发表于《皇家天文学会月刊》传统暗能量理论与时代景象通常认为暗能量是一种独立于物质之外的弱反引力效应,占据了宇宙质能密度的大约三分之二。
标准ΛCDM(Lambda Cold Dark Matter)模型需要暗能量来解释观测到的宇宙加速膨胀现象科学家们基于遥远星系中超新星爆炸距离的测量得出了上述结论;如果宇宙没有经历加速膨胀,那么这些星系似乎比它们应有的距离更远。

这张图片展示了利用广义相对论进行的宇宙学模拟中所出现的宇宙网状结构当前标准模型面临的挑战然而,最新的观测数据对现有模型提出了质疑首先,来自宇宙微波背景辐射(CMB)的证据显示早期宇宙的膨胀速度与现今不符,这种现象被称为“哈勃张力”。
此外,“暗能量光谱仪”(DESI)项目也发现了一些意外的结果使用已有百年历史的简化宇宙膨胀定律——弗里德曼方程来描述这些现象变得十分困难它假设平均而言,整个宇宙处于均匀膨胀状态——就像所有事物都能被搅拌成一碗没有任何复杂结构的无味汤一样简单。
威尔希尔教授补充说:“现在我们拥有如此丰富的数据量,以至于可以开始探索更复杂的情况了……”未来研究方向与结论研究人员指出,2023年7月发射的欧几里得望远镜将有能力测试并区分弗里德曼方程和时景替代方案之间的差异。
2017年最后一次针对时景模型进行测试时发现,该模型仅比标准ΛCDM对宇宙膨胀的解释稍好一些因此,克赖斯特彻奇团队与Pantheon+合作小组紧密协作,后者精心编制了一份包含1535颗不同类型超新星的数据目录。
他们说,最新的数据为时景模型提供了强有力的支持。为了进一步证实时景模型,还需要从欧几里得及南希-格雷斯罗曼空间望远镜收集更多信息。