DESI局部。圖片來源：KPNO/NOIRLab/NSF

本報訊 長期以來，物理學家一直認為暗能量強度恆定，但一項宇宙膨脹測繪專案的最新結果挑戰了這一觀點。該專案的數據進一步證實，暗能量促使星系彼此加速遠離，但在過去45億年間其強度已經減弱。

這是暗能量光譜儀（DESI）合作組於3月19日在美國物理學會會議上公佈的最新研究成果。該研究基於3年的數據收集，相較2024年公佈的一年期數據更具說服力。

如果這些發現經得起驗證，或將迫使宇宙學家修正他們關於宇宙歷史的標準模型。該模型通常假設暗能量是真空的固有屬性，不隨時間改變，是一個“宇宙學常數”。

“現在我確實開始高度關注了。”英國愛丁堡大學的天文學家Catherine Heymans說，“這相當於向物理學家拋出了一個挑戰性問題。”

DESI位於美國亞利桑那州圖森市附近的基特峰國家天文臺。該裝置通過5000只機械臂將光纖對準視場內選定的星系或類星體，隨後這些光纖將光傳輸至精密光譜儀，用於測量每個天體的紅移值，即其光波在抵達地球途中因宇宙膨脹被拉伸的程度。研究人員可以通過紅移值估算天體與地球的距離，進而繪製宇宙膨脹歷史三維圖。

在這張三維圖中，科學家通過星系密度確定了源自早期聲波振蕩，即重子聲學振蕩（BAO）的殘留波動。這類振蕩在恆星形成之前就已經存在，原始特徵尺度為150千秒差距（45萬光年），並隨著宇宙膨脹而持續增長。現在它們已經擴大了1000倍至150百萬秒差距，成為當今宇宙中已知最大的特徵尺度。

通過追蹤BAO尺度的演變，研究人員能夠重建宇宙膨脹速率的歷史變遷。約50億年前，在暗能量推動下，宇宙膨脹由減速轉為加速。直到去年，所有宇宙學數據均符合暗能量作為宇宙學常數的假設，這意味著宇宙應該持續加速膨脹。

但DESI的最新分析表明，當前宇宙膨脹加速程度較過去有所減弱，這與暗能量作為宇宙學常數的假設不符。相反，數據顯示，暗能量密度（單位空間內的暗能量含量）較45億年前已下降了約10%。

此次分析包括逾3000萬個星系與類星體的紅移數據，覆蓋宇宙110億年的歷史。儘管DESI數據的統計能力尚不足以完全否定暗能量的宇宙學常數屬性，但DESI成員、英國朴茨茅斯大學的Seshadri Nadathur預計，一旦DESI積累了7年數據並完成調查，這一宇宙常數將成為歷史。

2023年發射的歐幾里得空間望遠鏡以及智利即將啟用的8米薇拉·魯賓天文臺，將進一步補充相關的宇宙歷史數據。（李木子）