深度解析，新研究表明暗能量可能不存在

​当我们向四面八方看时，我们看到遥远的星系正在远离我们，它们的光由于宇宙膨胀而发生红移。自从1929年埃德温·哈勃计算星系距离和红移之间的关系以来，人们就知道了这一点。然后在20世纪90年代末，两项关于遥远超新星的研究发现宇宙的膨胀正在加速，科学家称某种暗能量一定在推动宇宙膨胀。

暗能量现在是宇宙学一致性模型的一部分，它被认为占宇宙物质能量的68%。虽然有大量数据支持暗能量，但该模型也存在问题，新的研究甚至表明它可能不存在。这是一个大胆的断言，让我们看看数据。

哈勃参数原始关系(左)与现代度量(右)

星系红移和星系距离之间的关系现在被称为哈勃常数，或者更通俗的说是哈勃参数。通过测定哈勃参数和测量宇宙中物质的密度，我们可以确定宇宙中有多少暗能量。星系的红移很容易确定，但测量距离却很困难。

哈勃通过观察造父变星来确定距离，造父变星具有很强的周期光度关系。通过测量造父变星的周期，你就知道了它的绝对星等(真实亮度)。将其与视星等(视亮度)进行比较，你就知道了恒星的距离。

这种方法只适用于不到2000万光年远的星系中的造父变星。对于非常遥远的星系，天文学家观察到一种被称为Ia型的超新星。当白矮星爆炸成超新星时，它们的绝对星等相当相似。就像造父变星可以用来计算距离一样，这些超新星也可以。超新星足够亮，可以用来测量数十亿光年外星系的距离。暗能量的第一个证据是通过观测遥远的Ia型超新星发现的。

Ia型超新星是如何形成的

关于Ia型超新星的一个基本假设是，无论它们发生在宇宙的什么地方，它们的最大亮度都是相同的。这是有道理的，因为白矮星有一个被称为钱德拉塞卡极限的绝对最大质量(大约1.4倍太阳质量)。所以超新星爆炸的质量和能量都差不多，所以亮度也一样。这是通过观测离我们近2000万光年的超新星得到证实的。

随着研究的深入，人们发现并非所有的Ia型超新星都是相同的。它们可以在单个白矮星爆炸时发生，也可以在两个白矮星合并时发生。事实上，合并版本似乎更为常见，在这些版本中，质量可以大于钱德拉塞卡极限。还有一种被称为Iax型的变种，白矮星不会完全爆炸。两者的亮度都与标准版本不同，这可能会影响你的距离测量。

Ia型超新星的光曲线

虽然这使得距离测量更加复杂，但这是天文学家可以弥补这点的。这些超新星的亮和暗的方式（称为它们的光曲线）有细微的区别，因此它们通常是可以区分的。但是物理定律在宇宙的任何地方都是一样的，所以只要我们选择正确的超新星并根据一些因素进行调整，我们的距离测量应该是好的。至少我们是这么认为的。

一项新的研究对我们关于Ia型超新星的假设提出了质疑。在9年多的时间里，该团队对超新星发生的所有邻近星系进行了详细的光谱观测。由此，他们计算了这些星系的年龄。他们还研究了这些星系中超新星的光曲线。由于这些星系都在造父变星的范围内，研究小组无需对超新星做任何假设就能知道它们的距离。

有了所有这些数据，他们接着观察超新星的光曲线是否与宿主星系中恒星的整体年龄有关。他们发现了一种强大的关系。换句话说，超新星的亮度会随着时间的推移而变化，而假设它们都是相同的并不完全成立。

超新星演化与宇宙膨胀的比较

由于光速的原因，当我们观察遥远的星系时，我们看到的是更年轻的星系。它们的光到达地球需要几十亿年。如果超新星演化是真的，我们对宇宙加速和暗能量的测量可能是错误的。事实上，当团队将他们的进化模型与加速模型进行比较时，他们发现结果是一样的。他们的进化模型消除了对暗能量的需求，看起来加速膨胀的宇宙可能是由超新星演化造成的。如果他们是对的，那么暗能量可能就不存在了。

这是一个惊人而重要的结果，但我们不应该过早下结论。虽然超新星演化的证据看起来相当有力，但目前只有邻近星系的数据。为了消除暗能量，研究小组假设他们的模型可以扩展到很远的地方。目前的模型假设超新星不会在很远的地方演化。从宇宙微波背景和大尺度星系的聚集方式的观察中，也有其他证据表明暗能量的存在。仍有大量证据表明暗能量存在。

但这项新研究可能有助于解开另一个谜，即所谓的哈勃张力。基本上，我们不能完全确定哈勃常数是多少。宇宙背景等方法给出的数值约为67 (km/s)/Mpc，而超新星测量给出的数值约为73 (km/s)/Mpc。这种超新星的演化可能不会消除暗能量，但它可能有助于解决哈勃结果中的紧张关系。不管怎样，这个结果是令人兴奋的。