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神秘的暗能量可能根本就不存在？当地时间1月5日，韩国延世大学在美国天文学年会上发表的最新成果无疑将引发宇宙学界的震荡。该成果指出，2011年颁给暗能量发现者的诺贝尔物理学奖，极可能建立在一个错误的假设之上。
没人知道暗能量从何而来，是何形态。迄今为止，暗能量公认最有利的存在证据是宇宙加速膨胀。科学家猜测，在星系之间的广阔空间，一种向外推的神秘力量比引力更为强大，导致宇宙的膨胀在加速，星系之间的距离越来越遥远。这种暗能量，组成了约68%的宇宙。
超新星“灯塔”
那么，要如何确定宇宙在加速膨胀的呢？这就需要在浩瀚“大海”里找到一些固定的“灯塔”。如果发现“灯塔”们都正在加速远离地球，那么宇宙显然正在加速膨胀。
恒星走到生命尽头时爆炸形成的耀眼超新星引起了科学家的注意。其中，有一类la型超新星，被认为具有相同的光度峰值，最适合作为“灯塔”。1998年，由美国、澳大利亚科学家领导的两个研究小组，几乎同时利用la型超新星测距，发现了暗能量存在的证据，因此获得了2011年诺贝尔物理学奖。
这个诺奖具有里程碑意义，使得暗能量登堂入室，成为主流宇宙学理论。我们的宇宙不是静止的，也不是如弹簧般爆炸后又压缩，而是具有一个加速膨胀的“开放式结局”，
再具体来说，科学家们是通过“灯塔”亮度的变化来确定它们在加速远离的。生活中有这样一个有趣的现象：当一辆救护车鸣着笛由远及近向你迎面驶来的时候，你会听到警笛声变响，音调变高；而当车从近而远离去的时候，声音变轻的同时，音调变低。物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化，这就是“多普勒效应”。
不仅仅是声音，所有的波动现象都存在多普勒效应。当一颗遥远超新星的光芒频率变低，出现红移，就表示它正在远离地球，正如鸣笛远去的救护车。2011年诺贝尔物理学奖得主亚当·里斯等人，正是通过“灯塔”光芒的红移情况来判断它是否在加速远离地球。
错误的假设？
但以上这一连串行云流水的逻辑建立在一个根本假设上，那就是修正一切变化因素后，“灯塔”的光芒是“标准烛光”，只会因距离变动而在地球上观测出红移。
但会不会还有此前没考虑到的变化因素呢？
这次延世大学团队历时9年，利用智利拉斯坎帕纳斯天文台的2.5米望远镜和美国亚利桑那州的6.5米多镜面望远镜（MMT）完成了高质量的光谱观测，覆盖了人类已知的绝大多数含有la型超新星的星系。
他们发现，超新星的亮度与恒星群年龄存在显著的相关性，置信水平达到99.5%。也就是说，超新星本身亮度就会演化出红移，如果不考虑到这一点，基于超新星红移的计算结果必然会出现系统性误差。
事实上，当把超新星自身的亮度演化考虑进去之后，就再也没有暗能量导致红移的空间了。暗能量存在的最重要证据受到挑战。
主导此项研究的Young-Wook Lee评价道：“用卡尔·萨根的话说，非凡的结论需要非凡的证据，但我不确定暗能量有这般非凡的证据。我们的结果表明，从超新星宇宙学中发现暗能量，并获得2011年诺贝尔物理学奖的成果，可能只是一项脆弱而错误的假设的产物。”
虽然宇宙微波背景辐射（CMB）和重子声学振荡（BAO）都曾为暗能量提供间接性证据，但近两年来也有一些新的探测数据并不兼容暗能量的存在。这次关于超新星亮度演化的发现，可以说非常关键而及时，可能引发暗能量研究的震荡，甚至改写对宇宙最终结局的预测。 |
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发表于 2020-3-11 10:04:01
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