【{$randkws}】长达十年的暗能量调查为宇宙膨胀提供了新的见解 - {$web_name} 人们察觉宇宙不只在膨胀

暗能量调研中察觉的一颗超新星（左）对比了遥远的类星体（右）（图片来源:uux.cn/DES Collaboration/noir lab/NSF/AURA/m . Zamani）
（神秘的地球uux.cn）据美国太空网（罗伯特·李）：暗能量摄像机对1500多颗超新星开展的调研对宇宙的加速膨胀施加了强大的限制。
探究结局表明，驱动这种宇宙加速的神秘力量——暗能量——或许会随着时间的推移而改变，其密度会发生转变，这使宇宙学的规范模型受到质疑。
身为暗能量调研的张颂文热搜一若干，这些结局是由单一仪器采集的最大超新星样本提供的。20世纪90年代末，人们察觉宇宙不只在膨胀，并且还在加速膨胀，超新星对这一察觉至关重大。
这对物理学家来说是清醒自律知进退一个巨大的惊喜，他们曾预计在大爆炸期间宇宙最初的高效膨胀之后。宇宙膨胀本应放缓，但它正加速。
暗能量被觉得是宇宙未知方面导致神秘而令人不安的宇宙加速的占位符，但科学家无法确定它是什么。如今觉得暗能量占宇宙总能量和物质的65%到70%，这一事实使难题更为繁琐。
智利北部塞罗托洛美洲天文台的Víctor M. Blanco 4米望远镜上部署的暗能量摄像机开展的暗能量调研表明，对超新星的观测依然是解开25年前此类调研引发的谜团不可或缺的一若干。
新的暗能量调研结局于2024年1月8日在美国天文学会第243次会议上亮相，其背后的关于续集计划，相关话题阅读量破亿团队补充说，它们与宇宙学的规范模型一致，即所谓的“λ冷暗物质”模型（CDM），该模型的特征是宇宙加速膨胀。
在宇宙138亿年的历史中，这给膨胀史带来了最严格的限制，但也给更繁琐的宇宙模型留下了喘息的空间。
用规范蜡烛探究暗能量
以便收集这些资料，费米评测室建造的5.7亿分辨率暗能量摄像机观察了地球上空758个夜晚，观察了200万个遥远的星系。在这些图像中，这台强大的后来才懂，星河滚烫摄像机察觉了数千颗超新星。
在这些样本中，机器进修能够确定1，499个是一种特别类型的恒星爆炸，称为Ia型超新星。当被称为白矮星的死亡恒星与另一颗恒星存在于双星操控系统中时，就会发生这种状况。白矮星持久以来一直消耗氢来驱动核聚变并在其核心转化为氦。
白矮星从它们的伴星或“施主”恒星上拖动物质，随着这些物质在死亡的恒星上堆积，它可以将白矮星推至所谓的钱德拉塞卡极限之外。这是恒星变成超新星所需的品质极限。
这些Ia型超新星相当均匀，以至于科学家将其称为“规范蜡烛”，它们的光可以用来测量宇宙中的巨大距离。
另外，由于来自遥远物体的光的波长向电磁波谱的红色端延伸，这一过程被称为“红移”，随着它们远离地球，各异距离的规范蜡烛的均匀光输出可用于测量宇宙的膨胀。
所以，将较近的Ia型超新星的红移与较远的白矮星爆炸的红移开展较为，可以暗示这种膨胀的强度以及宇宙历史相应时期的暗物质密度。

显示超新星在宇宙中各异距离和不另外间红移的插图。更早更远的超新星红移更多。（图片来源:uux.cn/DES Collaboration）
新的暗能量调研结局是已知超新星数量的三倍，红移约为0.2，这相当于距离约25亿光年。它是已知规范蜡烛数量的五倍，红移约为0.5，这与大约60亿光年的距离有关。
暗能量调研岗位组成员、昆士兰大学教授塔玛拉·戴维斯在一份告示中说:“与25年前相比，这是一次真正的大规模提升，当时只有52颗超新星被用来推断暗能量。”
暗能量并不总是如此密集
在如此宽的宇宙距离范围内，Ia型超新星的样本量如此之大，当结合这些爆炸的距离和它们远离地球的速度时，探究小组可以追踪到宇宙膨胀的记录。
这表明暗能量密度是否维持稳定，而事实似乎并非如此。
“随着宇宙的膨胀，物质密度下降，”暗能量调研主任兼发言人里奇·克朗在同一份告示中说。“但假如暗能量密度是一个常数，那就意味着暗能量的总比例肯定随着体积的增多而增多。”
这或许是对宇宙CDM模型的考验，CDM模型是一个数学模型，刻画了宇宙如何在物质密度、物质类型和暗能量行为等几个核心特征的状况下演化。
这是由于CDM假设暗能量的密度是恒定的，并且不会随着宇宙的膨胀而稀释，这些超新星调研结局表明这或许不是真的。

追踪宇宙膨胀历史的图表（图片来源:uux.cn/DES兴办）
“有诱人的迹象表明暗能量会随时间转变。我们察觉暗能量的最简易模型——λCDM——并不是最合适的，”戴维斯补充道。“我们已然排除了这种或许性，但在探索什么在加速宇宙膨胀的过程中，这是一个有趣的新难题。或许需要更繁琐的阐释。”
这个难题的答案或许要等到下一代超新星调研着手并从暗能量调研中获得。
美国全国科学基金会天文科学部项目主任奈杰尔·夏普在同一份告示中说:“这一结局清楚地表明了天文观测项目的价值，这些项目在资料收集落幕后仍能形成出色的科学成果。”
“我们需要尽或许多的各异方法来知晓暗能量是什么，不是什么。这是做到这种理解的重大途径。”
暗能量调研结局已然提交给《天体物理学杂志》。