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物理学家：暗能量或许并不存在
关于宇宙如何膨胀的谜团，多年来科学界一直假设暗能量的存在。但新西兰坎特伯雷大学的物理学家和天文学家团队认为，这一概念可能根本多余。他们的研究成果发表在《皇家天文学会月报：通讯版》。
过去一个世纪，科学家通常认为宇宙在各个方向上均匀膨胀，为了解释无法理解的未知现象，他们引入了“暗能量”这一假设。然而，这一理论始终存在争议。
如今，研究团队通过改进超新星光曲线的分析发现，宇宙的膨胀更“分块化”，并非完全均匀。这一发现支持“时空景观”模型，该模型认为宇宙膨胀的差异并非加速膨胀的结果，而是与我们如何校准时间和距离有关。
研究指出，重力会使时间变慢，因此空旷宇宙空间中的理想时钟比星系内部的时钟走得更快。在银河系内，时钟可能比宇宙空洞中的时钟慢约35%。这意味着宇宙空洞中的时间已经过去了数十亿年，从而允许空间膨胀更多，这让膨胀速度看起来更快。
研究负责人David Wiltshire教授表示：“我们的研究表明，不需要暗能量也能解释宇宙看似加速膨胀的现象。暗能量实际上是对膨胀动能变化的误解，而这种变化在一个不均匀的宇宙中是普遍存在的。”
他补充道：“这一研究为解决宇宙膨胀中的关键问题提供了强有力的证据。借助新数据，这一重大谜题或将在本世纪末得到解答。”
暗能量通常被认为是一种与物质无关的微弱反引力，占宇宙质量-能量密度的约三分之二。标准的“ΛCDM宇宙模型”需要暗能量来解释观测到的宇宙膨胀加速。然而，随着新的观测结果出现，这一模型正面临挑战。
首先，宇宙大爆炸的余辉——宇宙微波背景辐射(CMB)表明，早期宇宙的膨胀与当前膨胀速度存在矛盾，这被称为“哈勃张力”。其次，“暗能量光谱仪”(DESI)的最新高精度数据分析发现，与暗能量恒定不变的ΛCDM模型相比，暗能量随时间演变的模型更符合观测结果。
这些问题难以通过传统的膨胀模型解决。经典的弗里德曼方程假设宇宙平均上是均匀膨胀的，忽略了宇宙中复杂的结构。然而，现实中，宇宙充满了星系团、丝状结构和巨大空洞，远非均匀分布。
Wiltshire教授表示：“如今的数据量足以让我们回答这个问题：简单的平均膨胀规律如何从复杂性中产生？与爱因斯坦广义相对论一致的简单膨胀规律，并不需要遵循弗里德曼方程。”
研究人员指出，2023年7月发射的欧洲航天局“欧几里得”卫星有能力验证“时空景观”模型和弗里德曼方程之间的差异。然而，这需要至少1,000个高质量超新星的独立观测数据。
2017年，这一模型曾被测试，但结果仅比ΛCDM模型略优。为了加强证据，坎特伯雷团队与Pantheon+合作，分析了1,535个超新星的数据。他们称，新数据提供了“非常强的证据”，不仅支持“时空景观”模型，还可能解决“哈勃张力”和其他与宇宙膨胀相关的异常现象。
研究人员表示，未来的观测，例如来自“欧几里得”卫星和“南希·格雷斯·罗曼太空望远镜”的数据，将为“时空景观”模型提供更有力的支持。科学界正竞相利用这些新数据揭示宇宙膨胀和暗能量的真实本质。