现代宇宙学认为,我们所处的宇宙是由暗能量、暗物质以及普通物质组成(其中暗能量所占比例为68.3%,暗物质为26.8%,而普通物质却只有4.9%)。根据相关描述,暗能量虽然看不见也摸不着,但是它却能推动宇宙加速膨胀,我们先来看看科学家是怎么发现暗能量的。

由两颗恒星组成的双星系统在宇宙中是很常见的,假如某个双星系统中有一颗恒星演化成了致密的白矮星,而另一颗则演化成了松散的巨星,那么白矮星就会源源不断地吸收巨星的物质,当白矮星的质量增加到太阳质量的1.44倍的时候,巨大的引力就会点燃失控的热核反应,从而发生威力惊人的超新星爆发。

这种类型的超新星爆发被称为“Ia型超新星”,因为它们总是在达到1.44倍太阳质量的时候爆发,所以所有的“Ia型超新星”的亮度都是一样的,这使得它们的视亮度(观察者看到的亮度)与距离有着非常准确的对应关系。

这种对应关系可以用一个简单的场景来说明,比如说我们将一列有一定间距的、规格相同的蜡烛同时点燃,然后站在这个蜡烛队列的一端来观察,这时我们就会发现,虽然这些蜡烛的亮度是基本上一样的,但是在我们的眼中,离我们越远的蜡烛,其发出的光就越黯淡,根据某根蜡烛的明暗程度,我们就可以计算出这根蜡烛与我们之间的距离。

这样的特征使得“Ia型超新星”成为了科学家研究宇宙天体运行规律的重要工具,而暗能量的发现,也跟“Ia型超新星”息息相关。1998年,三位来自于不同研究团队的科学家公开宣布,通过对宇宙中大量“Ia型超新星”的观测和分析,他们确认了宇宙正在加速膨胀。在随后的日子里,科学界很快认同了这一结论,并推测导致宇宙加速膨胀的正是暗能量,这三位科学家也因此在2011年获得了诺贝尔物理学奖。

我们可以看到,证明暗能量真实存在有一个关键的假设,那就是“Ia型超新星”的亮度都是一样的,其视亮度只与距离有关系。因此可以说,假如这个假设是错误的,那么暗能量就会被打上一个硕大的问号。

2020年1月,一个由韩国延世大学的李永旭(Young-Wook Lee)教授带领的研究团队公布了自己的研究成果,这位韩国科学家指出,新的证据表明,暗能量的关键假设是错误的。

该研究团队致力于利用高精度的天文望远镜(包括位于智利的“拉斯坎帕纳斯”天文望远镜,以及位于美国亚利桑那州的MMT多镜面望远镜)对60个星系的进行了高质量的观测与分析,其主要研究对象就是这些星系中的超新星。

在耗时9年之后,该团队得出了一个重要的结论,即超新星的绝对亮度与恒星群的年龄密切相关(据悉这个结论的置信度高达99.5%),换句话说就是,所有根据研究“Ia型超新星”而得出的有关暗能量的结论,都是靠不住的。

根据这个结论研究人员指出,即使没有暗能量的存在,通过恒星亮度随着年龄的演化过程,也可以模拟出类似的红移-亮度的曲线(如下图所示)。因此我们就得到了一个大胆的结论,即:暗能量根本就不存在,宇宙也没有加速膨胀。

需要指出的是,由于关系重大(这动摇了现代宇宙学中的根基),科学界还要对这个研究成果进行更多、更细致的后续研究,才能给出最终的定论。另外要说的是,暗能量的证据并非只来自“Ia型超新星”,比如说宇宙微波背景辐射就能间接证明暗能量的存在。

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