Q说:

DES的测量结果将引发对大撕裂模型的质疑。暗能量调查(DES)公布了新结果,揭示了宇宙加速膨胀的原因,并提供了测试宇宙学常数的可能。

罗伯特·尼科尔:十余年前,暗能量调查(DES)振奋人心地启动了描绘宇宙地图的壮丽使命,旨在深入探索X检验所谓暗能量奥秘真相的宝贵线索。 我有幸成为那100多位科学家的一员,他们慷慨奉献,共同打造了最终的DES测量结果。而它,恰恰刚刚在新奥尔良隆重举办的第243届美国天文学会会议上揭开了神秘面纱。 据估计,暗能量主宰着可见宇宙的近70%,然而我们对其性质的理解仍显贫瘠。尽管其性质仍如谜团般深藏不露,但是暗能量的影响力可谓深远巨大。其核心作用便是驱动宇宙的膨胀速度持续加快。 新奥尔良的此次公布,也许有望引领我们更接近对这种能量形式的深入洞察。 其中最为引人注目的一点就是,这为我们提供了测试阿尔伯特·爱因斯坦在1917年提出的一种被称为宇宙学常数的构想的可能。这一概念最初被用来抵消方程中引力的影响,使宇宙达到既不膨胀也不收缩的中性平衡。然而,天文学家很快发现宇宙不仅在膨胀,而且膨胀的速度竟然在加速!这份神秘观察结果被归因于被命名为暗能量的未知力量。 爱因斯坦的宇宙学常数概念实际上可以为暗能量找到诠释,如果这一常数具有正值,即满足宇宙加速膨胀的需求。 而DES的成果,无疑是全球研究人员数十年辛勤耕耘的硕果,它为我们揭示了一个被称为“w”的神秘参数的最佳观测结果,它将暗能量的“状态方程”表现得淋漓尽致。自1998年认识暗能量以来,其状态方程的值一直都是一个重大疑问。 这个状态方程,实质上描述了物质的压力与能量密度之间的比率。宇宙万物,无一例外,皆具备状态方程。 其数值揭示了一种物质是否像普通气体般流淌、相对论般运动,抑或是如流体般自由奔腾。计算出这个数值,乃是理解暗能量真实面目之至关重要的第一步。 我们关于w的最佳理论预测其应精确为负一(w=-1)。这一成果同时假设了暗能量就是爱因斯坦所提出的宇宙学常数。 状态方程为负一意味着,随着暗能量的能量密度稳定增长,负面压力也会相应递增。随着宇宙中的能量密度逐步攀升,排斥力亦将随之增加——换而言之,就是物质间的相互推挤更为显著。 由此产生的,是一个持续膨胀且加速加剧的宇宙景象。这或给人以突兀之感,因为这与我们在地球上的日常体验截然相反。这项研究运用的工具,正是宇宙膨胀历史的关键探针:Ia型超新星。 这些星体爆炸的一种类型,担当着宇宙标尺的重任,让我们得以测量宇宙深处令人瞩目的距离。这些测量结果随后可与我们的预期进行对比。 这与25年前用于检测暗能量存在的技术完全相同。如今,新数据带来的不同之处主要体现在超新星样本的规模和质量。 借助紧急创新的技术手段,DES团队累积了20倍于以往的海量数据,覆盖了广泛的距离范围。因此,这使得我们得以进行史上最具精确度的“w”测量之一,其呈现出的数值为-0.8。 乍看之下,此数值与我们推测的那精准负一存有差距。或许,这意味着它并非宇宙学常数。然而,这项测量的不确定性足以支持一个5%的可能性,也就是说,我们有20比1的概率赌这是负一。尽管这个不确定性尚未足以下定论,但它的确是一个极具潜力的良好开端。 2012年,在欧洲核子研究组织的大型强子对撞机上观察到希格斯玻色子亚原子粒子时,出错的几率高达百万分之一。然而,这项新的测量结果或将引发对被称为“大撕裂”的模型的质疑,这些模型的状态方程比一个更负。 在这个奇幻的模型中,宇宙将以越来越快的速度无限延展,最终将星系、行星系统乃至时空本身分离。这一想法何等奇妙,令我胸怀宽广! 然而,犹如潮水涌动,科学研究者们对此仍有求索之心。所有精心策划的计划都已悄然启动,诸如DES这类监测项目的良好效果表明,我们的创新技术业已为欧洲空间局(ESA)的欧几里得任务(预计于2023年7月发射)以及智利新建的维拉鲁宾天文台的未来超新星实验做好准备。 这个宏伟的天文台不久后便将采用其新建成的望远镜来捕捉第一缕天空之光,展示其惊人的探测能力! 借助这些尖端望远镜,我们将有可能发现数千颗超新星,使我们得以对状态方程做出更为精确的测量,进一步揭示神秘的暗能量本质。 网络资料,谨慎鉴别 个人观点,仅供参考