“暗能量”实验动摇爱因斯坦的宇宙理论(组图)
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一些科学家发现,一种名为“暗能量”(Dark Energy)的神秘力量可能会随着时间的推移而改变,而这种力量正是推动宇宙膨胀的关键因素。
这一初步发现与现有理论相悖,而该理论部分由阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)所建立。
尽管还需要更多数据来证实这一结果,但参与研究的科学家们已经越来越兴奋。
一些人认为,他们可能正处于近代天文学最重大发现之一的边缘,这一发现可能彻底改变我们对宇宙的理解,甚至影响我们对时间与空间本质的认知。
即使是研究中最为谨慎、最受尊敬的科学家,如伦敦大学学院(UCL)的奥费尔·拉哈夫(Ofer Lahav)教授,也被日益增强的证据深深吸引。
图像来源,ESA 推动星系彼此远离的力量并未按照预期方式运作。
“这是一个极具戏剧性的时刻,”他对BBC新闻表示。
“我们可能正见证对宇宙理解的一次范式转换。”
1998年,“暗能量”的发现本身就已经足够震撼。在此之前,科学界普遍认为,宇宙诞生于“大爆炸”之后,其膨胀速度应该会受到引力影响逐渐减缓。
然而,美国和澳大利亚的科学家观测发现,宇宙膨胀速度实际上正在加快。他们无法解释这一驱动力,因此暂时将其命名为“暗能量”,以表达对其本质的未知。
图像来源,DESI “暗能量”光谱仪(DESI)拥有5000条光纤,每条光纤都像一台微型望远镜。
尽管我们仍然不知道“暗能量”究竟是什么——它被视为当代科学最大的谜团之一——但天文学家可以通过观测宇宙历史中不同时期的星系加速远离彼此的情况,来测量“暗能量”的影响及其是否随时间变化。
为了解开这个谜题,科学家建造了多个专门的实验设施,其中包括位于美国亚利桑那州图森附近基特峰国家天文台(Kit Peak National Observatory)的“暗能量光谱仪”(DESI)。该仪器由5000条光纤组成,每条光纤都由机器人操控,能够以极高速度扫描星系。
去年,当DESI的研究人员首次发现暗能量的作用力可能随时间变化时,许多科学家认为这只是数据中的偶然误差,随着更多数据的收集,这种异常现象可能会消失。
然而,一年后,这种“误差”非但没有消失,反而变得更加明显。
“现在的证据比之前更强了,”英国朴茨茅斯大学(University of Portsmouth)的赛沙德里·纳达图尔(Seshadri Nadathur)教授表示。
“我们还进行了许多额外的测试,与第一年的数据相比,这些测试让我们更加确信,这一结果并非来自某种未知的数据误差。”
“奇怪”的结果
目前,这些数据还未达到可被正式定义为“发现”的标准,但已经吸引了许多天文学家的关注,例如苏格兰皇家天文学家、爱丁堡大学(Edinburgh University)的凯瑟琳·海曼斯(Catherine Heymans)教授。
“‘暗能量’似乎比我们想像的更加奇怪,”她对BBC新闻表示。
“在2024年,这些数据还相对新颖,没有人完全确信它的准确性,大家认为还需要进一步研究。
“但现在,随着数据的增加,以及科学界的严格审视,尽管仍有可能这个‘异常’最终被证明是错误的,但同时也有可能我们正在接近一个真正重大的发现。”
图像来源,ESA 艺术画作:欧洲的“欧几里得”太空望远镜也将收集有关“暗能量”行为的数据。
那么,究竟是什么导致了这种变化?
“没有人知道。”拉哈夫教授坦言,但语气中带着兴奋。
“如果这一个新的结果是正确的,那么我们需要找到导致变化的机制,而这可能意味着一个全新的理论——这正是它如此令人激动的地方。”
在未来两年,“暗能量光谱仪”将继续收集数据,计划测量约5000万个星系及其他明亮天体,以确保他们的观测结果无可置疑。
“我们的工作是让宇宙告诉我们它是如何运作的,而现在它可能正在告诉我们,情况比我们想像的更为复杂,”美国加州劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Lab)的博士后研究员安德烈·库丘(Andrei Cuceu)表示。
欧洲太空总署(ESA)的“欧几里得任务”(Euclid Mission)探测器将提供更多关于“暗能量”本质的细节。这台太空望远镜的观测范围将超越“暗能量光谱仪”,并获取更精细的数据。该探测器于2023年发射,欧洲太空总署刚刚公布了其最新拍摄的图像。
“暗能量光谱仪”项目由来自全球70多个机构的900多名研究人员共同参与,其中包括来自英国的杜伦大学(Durham)、伦敦大学学院(UCL)和朴茨茅斯大学。
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