暗能量可能正在改變，根據3000顆超新星的研究

一份包含2,884顆Ia型超新星的目錄，結合了DES的觀測結果和DESI的數據，提供了暗能量可能隨時間改變的新信號，並對標準宇宙學模型提出了挑戰。

• Ia型超新星的分析發現暗能量可能並非恆定。
• 這些結果與來自暗能量調查（Dark Energy Survey）和暗能量光譜儀（Dark Energy Spectroscopic Instrument）的獨立觀測相輔相成。
• 新的數據可能有助於研究愛因斯坦的重力與量子物理之間的關係，儘管這一信號尚未構成最終確認。

一份包含2,884顆Ia型超新星的目錄提供了暗能量可能正在演變的新信號。這一神秘成分在主流宇宙學模型中解釋了宇宙膨脹加速的原因，但新的分析暗示其影響不一定從過去到現在保持不變。

這項研究重建了三十年的天文觀測，並在一個共同框架下將其與暗能量調查的測量結果相結合，還包括來自大爆炸的餘輝和星系分佈的數據。根據研究人員的說法，結果並未完全確認標準模型，該模型假設暗能量是恆定且不變的，而是提供了支持可能隨時間變化的額外證據。

超新星作為宇宙標準燭光

Ia型超新星特別有價值，因為它們的爆炸產生的光線足夠均勻，可以作為標準燭光。通過比較預期的亮度與從地球觀察到的亮度，天文學家可以估算宇宙距離，並研究在這光線傳播過程中宇宙的擴張程度。

這些爆炸的起源與白矮星有關，白矮星是當質量類似於太陽的恆星耗盡核融合燃料後留下的緊湊殘骸。在一顆孤獨的恆星中，這一殘骸通常代表過程的結束，但一顆伴星可以通過向白矮星提供物質而徹底改變其命運。

相當一部分類似於太陽的恆星是雙星系統的一部分。當兩顆恆星足夠接近時，白矮星可以從其伴星那裡積累物質。在某些情況下，這一過程可能觸發Ia型的熱核爆炸，儘管母系系統的細節仍在研究中。

來自昆士蘭大學的研究團隊成員瑞安·卡米利里（Ryan Camilleri）解釋說，研究人員能夠將對這些超新星行為的更準確理解應用於舊有的觀測數據。這一修訂使得能夠比較不同望遠鏡獲得的數據，並減少可能扭曲距離、紅移和宇宙擴張結論的誤差。

一個挑戰標準模型的信號

分析考慮了影響超新星光線在到達地球之前的因素，如宇宙塵埃和宿主星系的質量。還納入了引力透鏡效應，這一效應在光線穿過接近大質量物體的區域時會彎曲並可能放大光線，旨在建立更一致的觀察事件之間的比較。

這項研究補充了2024年由暗能量光譜儀（DESI）發布的結果，該儀器也在研究早期宇宙留下的聲波時發現了變化的暗能量的跡象。比較的重要性在於這兩種方法觀察不同的現象，卻都指向可能偏離恆定暗能量的情況。

該團隊還將其測量結果與暗能量調查（Dark Energy Survey）的結果進行了對比，該調查在2024年發布的超新星數據顯示出暗能量可能隨時間變化的跡象。這一匯編觀察到標準模型在一個略微不同的方向上存在偏差，因此仍然需要解決數據集之間的差異。

這一吻合並不等同於對暗能量正在變化的最終確認，因為宇宙學測量依賴於校準、模型和不確定性來源。然而，DES、DESI和新目錄的結果仍然保持著暗能量在整個宇宙歷史中不完全保持相同影響的可能性。

物理學中可能的變化

確定暗能量的性質可能會帶來超越解釋宇宙加速膨脹的後果。研究提出，這個問題也可能提供線索，幫助將阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論（描述大尺度的引力）與量子物理（解釋物質和能量在亞原子尺度上的行為）聯繫起來。

這兩種理論在各自的領域中都展現了巨大的預測能力，但科學家們仍然沒有一個完整的量子引力理論。如果暗能量的演變揭示出一種與當前解釋不符的物理結構，這可能為研究引力與量子力學之間的未解聯繫開辟一條途徑。目前，這仍然是一種理論可能性，而不是新目錄所證明的結果。

下一階段將在一定程度上依賴於擴展Ia型超新星目錄，並改善不同儀器觀測之間的一致性。被稱為DEBASS的暗能量基岩全空間超新星計劃正在檢測數百個額外的本地超新星，這一樣本可能有助於檢驗DES、DESI和超新星分析所觀察到的差異。

目前，主要結論並不是標準模型被排除，而是其對不變暗能量的假設面臨著越來越大的壓力。更多數據將有助於確定這些信號是否反映了宇宙的真實特性、測量的限制，或兩者的結合。

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