有迹象表明暗能量可能正在变弱

宇宙最大的 3D 地图切片,展示物质的底层结构

laire Lamman/DESI 合作;cmastro 定制的色彩图包

迄今为止绘制的最大的宇宙三维地图为宇宙的演化提供了线索,它们表明我们对构成宇宙大部分的暗能量的行为的判断可能是错误的。这种神秘的力量似乎随着时间的推移而减弱。

“如果这一结论成立,那么这将是一件大事。” 亚当·里斯 马里兰州约翰霍普金斯大学的物理学家,25 年前首次发现了暗能量存在的证据。这是因为宇宙学的标准模型(称为 lambda-CDM)表明,暗能量的强度应该随时间保持静态。

人们认为暗能量是宇宙加速膨胀的原因——如果它不是静态的,那么它也可能对我们关于宇宙起源、宇宙大小和最终命运的看法产生巨大影响。没有参与这项新研究的赖斯表示,这些影响可能意味着“我们将不得不对宇宙进行一些严肃的自我反省 [our understanding of] 引力和场”。

这一奇怪的发现来自亚利桑那州的暗能量光谱仪 (DESI)——甚至连 DESI 的合作者都不太确定他们的数据表明暗能量最近可能变弱了这一事实。“这是我们几个月来在合作中讨论的全部内容……不管这是否有趣,”DESI 发言人说 凯尔·道森 在犹他大学。

DESI 研究人员通过测量宇宙中星系的大尺度结构和分布来检查暗能量的强度,这阐明了宇宙随着时间的推移是如何膨胀的。研究人员随后将这些信息与三组关于超新星的数据结合起来,超新星充当所谓的“标准烛光”通过可预测的亮度来确定宇宙物体的距离。

令人惊讶的是,三颗超新星样本对宇宙膨胀率随时间变化的答案各不相同。三颗超新星都表明,暗能量的影响可能在近几千年来有所减弱,但这些暗示的强度各不相同,因此研究人员不太确定如何解释这些数据。

“两个超新星样本彼此不一致,但它们是非常非常相似的样本,”道森说。“我不知道哪一个是正确的,真相可能介于两者之间,但看起来差异确实在于 [the supernova researchers] 评估了数据。”

模型中的差异用一个称为 sigma 的因子来表示,该因子衡量的是如果模型确实不一致,那么类似冲突偶然发生的可能性。“大约 3-sigma 是我们通常关注的水平,并称之为某事的‘迹象’,”Riess 说。任何低于这个水平的数值通常都不会让研究人员特别兴奋——这很可能只是一个简单的巧合。

之间的差异 λ冷暗暗暗 超新星和 DESI 测量值的组合范围从 2.5 西格玛到 3.9 西格玛。“两种说法都是正确的:张力足够大,很有趣;但张力不足以说明那里肯定有什么东西,”道森说。

暗能量占宇宙的近 70%,因此,我们对其性质的任何理解错误都可能对物理学产生广泛影响。不过,要证明这种错误是否真的存在,需要在未来几年进行更精确的测量。

“如果 [this is] 确实,这将是我们 25 年来获得的有关暗能量本质的第一个真正线索,”里斯说。

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2024-04-04 17:00:38
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