牛津教授稱暗能量或不存在，宇宙真的在加速膨脹嗎？

阿盟說

昨天，阿盟與大家分享的精彩動畫和圖文提到了宇宙的加速膨脹。就在五年前，諾貝爾物理學獎授予了三位發現宇宙加速膨脹的天文學家，但牛津大學教授的最新研究卻在質疑宇宙加速膨脹這件事。

他說：「我們的工作至少證明了支撐標準宇宙學模型的柱子沒那麼牢靠。」這具體是怎麼回事呢？

編譯：顏磊

來源：牛津大學

責編：寒凌旭

審校：鄭永春

五年前，諾貝爾物理學獎授予了三位天文學家，以表彰他們在上世紀90年代對宇宙在加速膨脹的發現。他們的結論基於用哈勃望遠鏡和大型地面望遠鏡對la型超新星的分析得到的（超新星是瀕死恆星的劇烈熱核爆炸）。人們普遍接受宇宙中充滿了被稱為「暗能量」的神秘物質，它驅動了宇宙的加速膨脹。

而如今，牛津大學（Oxford University）物理系蘇比爾··薩卡（Subir Sarkar）教授領導的團隊向這一標準宇宙學理論提出了質疑。研究者分析了一個涵蓋740顆la型超新星的超大資料庫，樣本量超過此前研究所採樣本數量的10倍。他們發現，宇宙加速膨脹的證據可能比預想的要薄弱，數據結果指向勻速膨脹的結論。該研究發表在Nature旗下期刊 ScientificReports 上。

Credit: watoson / Fotolia

薩卡教授也在哥本哈根尼爾斯·玻爾研究所（Niels Bohr Institute）任職，他表示：「宇宙加速膨脹的發現榮獲了諾貝爾獎、格魯伯宇宙學獎和基礎物理突破獎。這導致人們普遍接受宇宙充滿『暗能量』，就像相信存在某個宇宙常數一樣。而這變成了現在的標準宇宙學模型。」

「但現在我們給出了一個更大的超新星資料庫及細緻的數據分析。我們分析了740顆la型超新星，是加速膨脹學說發表時資料庫的十多倍。我們發現支持加速膨脹說的數據標準偏差頂多只有『3σ』，離宣布一個重大基礎發現需要的『5σ』遠得很。」

「最近有類似的例子，CERN的大型強子碰撞機的數據預示可能存在一類重750 GeV的新粒子。開始時它顯得更為可信，去年12月數據標準偏差為3.9σ和3.4σ，由此催生了500多篇理論文章。然而，今年8月最新的數據標準偏差降到了1σ。之前的所謂發現只是統計漲落，不存在那樣的新粒子。」

還有一些其他數據能支持宇宙加速膨脹說，例如普朗克衛星探測到的宇宙微波背景輻射——大爆炸的餘暉。但薩卡教授繼續反駁：「這些實驗都是間接的，都是在假定的模型架構中進行。宇宙微波背景輻射不會受暗能量直接影響。實際上，薩克斯-沃爾夫效應倒是確實會有輕微的作用，但目前還無法準確觀測到。」

「因此，我們很可能誤入歧途了。一個過於簡化的理論模型中的數據分析得出了暗能量的表觀現象，這一模型建立於上世紀30年代，那時並沒有真實的觀測數據。有觀測否定了兩條標準宇宙學的關鍵假設：宇宙可能並不均勻；宇宙空間的物質可能並不像理想氣體般運動。一個更複雜的理論模型將這兩點考慮在內，或許能夠在不考慮暗能量的情況下解釋所有現象。說實話，我們的基礎理論還完全不能理解真空能量。」他說。

最後，薩卡教授補充道：「當然，要說服廣大的物理學家，還有許多工作要做。但我們的工作至少證明了支撐標準宇宙學模型的柱子沒那麼牢靠。希望這能激發同行們更好地分析宇宙學數據，也能鼓舞理論學家建立更精細的宇宙學模型。歐洲極大望遠鏡（European Extremely Large Telescope）將開始用超靈敏的「激光梳」進行10到15年的直接觀測，以驗證宇宙是否在加速膨脹。到那時一切便會塵埃落定。」

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