最新研究發現, 神秘的「暗能量」或許並不存在

  電子報表早就了一個「假如這樣假如那樣」的社會。這種社會裡的人不會像常人一樣立即付諸實踐，而是對每一步行動都滿腹狐疑。他們對任何事都會再三斟酌。

  ——約翰• 德沃夏克

  五年前，諾貝爾物理學獎頒給了三位天文學家，以表彰他們在1998年發現宇宙正在加速膨脹。他們的結果是基於對Ia型超新星的分析得出。在那之後，科學家廣泛接受我們的宇宙被一種稱為「暗能量」的神秘物質所支配，正是暗能量導致了宇宙在加速膨脹。而暗能量的行為非常像愛因斯坦場方程中的宇宙學常數（Λ），這樣的一個模型被稱為宇宙學的「標準模型」（ΛCDM）。

  △ 愛因斯坦在他的場方程中引進了宇宙學常數（Λ）。

  現在，由Subir Sarkar在牛津大學領導的一個物理團隊對這個標準宇宙概念提出了質疑。天文學家在宣布發現宇宙加速膨脹以來，對超新星的觀測數據已經大大增加。因此，Sarkar團隊對最新的740個Ia型超新星樣本進行了分析，這個樣本的數量是原來樣本的10倍。他們的結果顯示，宇宙正在加速膨脹的跡象只有物理學家所稱之為的「3個標準差」，要知道，只有達到5個標準差才能說是真正的發現。取而代之的是，他們發現宇宙更像是以恆定的速率膨脹著。

  △ 超新星是一顆爆炸的恆星。Ia型超新星則出現在其中一顆是白矮星，另一顆是巨星的雙星系統。（© Hyperphysics）

  舉個相同的例子，歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機（LHC）的兩個團隊在去年宣稱他們發現在750GeV處發現了一個新粒子。他們最初（去年12月）的數據給出的標準差是3.9和3.4標準差，並由此產生了500篇相關理論解釋的論文。但是，在今年8月的時候它們宣稱，在收集更多的數據后，標準差降到不足1個標準差，這只是個統計漲落，並沒有什麼新粒子。

  △ 宇宙加速膨脹（ΛCDM）和以恆定速率膨脹（Miline）的對比。（© J. T. Nielsen et al）

  當然，還有其它的證據支持宇宙加速膨脹的想法，普朗克衛星最新測量的微波背景輻射（CMB）就是個例子。但是，所有這些其它的試驗都是非間接的，他們都是基於一個假設的模型推斷出來的結果，CMB並不是直接受暗能量影響的。事實上，的確存在著一個微妙的效應，那便是積分Sachs-Wolfe效應，但是目前探測到該效應的證據並不是很有說服力。

  △ Subir Sarkar教授。（© 牛津大學）

  因此，很有可能我們並不是在正確的道路上，暗能量的表現或許只是因為我們在一個過於簡化的理論模型上對數據進行分析的一個結果。一個更加精妙的理論框架應該考慮宇宙並非完全均勻的，以及在其中的物質表現的並不像理想氣體，這兩點是標準宇宙模型的主要假設，考慮到這兩點后就可以解釋許多觀測，而且並不需要暗能量的存在。

  不過，想要說服物理界接受這個新發現還需要許多的工作，但是這個新發現提醒了我們宇宙標準模型的關鍵支柱並不是那麼堅定的。希望這項工作能夠激發對宇宙學數據更好的分析，以及激發更多的理論家提出更精確的宇宙學模型。