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过去20多年,宇宙学家一直默认一件事:把宇宙越推越开的那股力量,从大爆炸到今天始

过去20多年,宇宙学家一直默认一件事:把宇宙越推越开的那股力量,从大爆炸到今天始终没变过。它叫暗能量,占宇宙总量的约70%,是宇宙里最大的一笔账。

现在,一份汇集了2884颗爆炸恒星的名单,给这个假设又添了一道裂缝。

这份名单由澳大利亚昆士兰大学牵头的国际团队整理,是迄今规模最大、口径最统一的Ia型超新星星表。研究已发布在预印本网站arXiv上,尚未经过同行评议。

Ia型超新星是白矮星的爆炸。白矮星是恒星燃尽后留下的致密残骸,当它从伴星身上吸来的物质超过某个临界质量,就会整个炸掉。因为引爆的门槛几乎相同,这类爆炸的最亮时刻也几乎一样亮。天文学家于是拿它们当尺子:看上去越暗,离我们越远。

再配上光的红移,也就是光在宇宙膨胀过程中被拉长的程度,就能算出从那次爆炸到今天,宇宙一共胀大了多少。1998年,两个团队正是用这把尺子发现宇宙在加速膨胀,暗能量这个名字由此而来。

最简单的解释是:暗能量是一个常数,爱因斯坦方程里早就留了这么一项。宇宙学的标准模型至今沿用这个设定。

问题在于,这把尺子是30年间用不同望远镜、不同方法一点点攒起来的。昆士兰大学的博士生瑞安·卡米莱里(Ryan Camilleri)说,这些年人们对超新星的了解多了很多,所以团队回头把老数据全部按新方法重新分析了一遍。

需要校正的东西不少。宇宙尘埃会让超新星显得比实际更暗。超新星所在的星系质量不同,爆炸本身也有细微差别。光在飞向地球的路上,还会被沿途的大质量天体弯折和放大,这就是引力透镜效应。这些偏差单个看都很小,可暗能量的信号本来就微弱,小偏差堆起来就足以改变结论。

把2884颗超新星的数据统一以后,团队又拼上了另外两类测量:大爆炸留下的残余辐射,以及星系在空间里的分布图。三者合在一起,结果偏离了标准模型。暗能量看上去不像一个固定不变的常数,更像是随时间在变。

这已经是第二次出现这种迹象。昆士兰大学天体物理学家塔玛拉·戴维斯(Tamara Davis)说,2024年暗能量巡天(Dark Energy Survey,DES)的超新星数据首次给出暗能量随时间变化的线索,这次的新汇编同样偏离了标准模型,只是偏离的方向略有不同。

更要紧的是,另一台仪器也看到了类似的东西。暗能量光谱仪(Dark Energy Spectroscopic Instrument,DESI)走的是完全不同的路,它测量的是早期宇宙残留的声波在星系分布里留下的印记,结果同样暗示暗能量在变。

戴维斯说:“两种完全独立的测量都发现了暗能量随时间变化的迹象,这挑战了标准模型中暗能量不变的假设。”

眼下这些都还只是线索,离定论有距离。团队计划继续往这份名单里添数据,一个名为DEBASS的新巡天项目正在搜寻离地球更近的数百颗超新星,它们能把尺子的近端校得更准。

如果暗能量真的在变,那么撑起现代宇宙学的那个常数就得改写。戴维斯把赌注押得更大。她说,这项研究可能藏着把引力和量子物理拼在一起的线索,这两套理论各自都极其成功,一个描述大尺度的宇宙,一个描述微观粒子,但它们到现在还接不上。暗能量的本质,也许就藏着那个接口。

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图为星空,图源:Unsplash/CC0 Public Domain

信源:University of Queensland. "Big Supernova Dataset Challenges Dark Energy Theory." Phys.org, edited by Sadie Harley, 8 Sept. 2026