我們曾經以為地球是宇宙的中心,後來卻發現,原來地球是在圍繞著太陽公轉,再後來,我們又發現太陽只是銀河系里數千億顆恆星中的一員,現在,我們對宇宙的認知可能又得刷新了,根據“DESI”巡天觀測專案近日發佈的一項研究,科學家發現,我們可能錯了,宇宙可能並沒有像之前認為的那樣膨脹。
“DESI”的全稱是“Dark Energy Spectroscopic Instrument”,意為“暗能量光譜儀 ”,該儀器架設在美國亞利桑那州的一台天文望遠鏡上,顧名思義,這是一台用於研究暗能量的儀器,
簡單來講,暗能量被認為是推動宇宙膨脹的驅動力,在相關研究領域,科學家用“宇宙常數”來對其進行描述,長期以來,科學家們都普遍認為,這個“宇宙常數”是像光速和引力常數一樣,是一個不變的數值,而宇宙的膨脹也應該是均勻的。
在過去日子裡,“DESI”巡天觀測專案一直在致力於收集關於“宇宙常數”方面的觀測數據,在早期研究中,科學家就發現了一些“不對勁”的地方,即:實際觀測數據與基於“宇宙常數”不變的理論預測似乎存在差異。
在此之後,為了進一步驗證這些初步的發現,科學家利用“DESI”進行了更加持久的觀測,此次的研究成果,是基於長達3年收集到的觀測數據,數據量達到了早期研究的30倍,其中包含了大約1500萬個星系和類星體的資訊,時間跨度達到了大約110億年。
(注:由於光速是有限的,因此我們看到的天體都是它們過去的樣子,並且距離越遠,它們在我們眼中就越古老,所以通過觀測宇宙中不同距離的區域,我們就可以瞭解到不同時期的宇宙狀態)
在研究工作中,科學家仔細研究了來自“DESI”的觀測數據,並將其與之前其他的宇宙觀測數據(例如宇宙微波背景輻射、Ia超新星以及遙遠星系的光線被引力彎曲的現象等等)一起進行了綜合分析,研究結果再次表明瞭,實際觀測數據與基於“宇宙常數”不變的理論預測存在著差異。
科學家指出,這種差異達到了4.2σ,雖然在物理學中,5σ才被認為是確鑿的證據,但是已經足夠引起我們的重視,因為這種差異最直接的可能就是:我們之前認為的“宇宙常數”,可能並不是一個真正的常數,而是在隨著時間的推移而發生變化。
那麼,如果“宇宙常數”真的是會變化的,又意味著什麼呢?簡單來講就是,這意味著暗能量的強度是變化的,在這種情況下,宇宙就並沒有像之前認為的那樣均勻地膨脹,如果真是這樣的話,我們就需要徹底修改現有的宇宙學模型,而我們對宇宙的起源、演化和最終命運的理解,都將因此而發生巨大的改變。
對此,約翰斯·霍普金斯大學的天體物理學家亞當·裡斯(Adam Riess)表示,如果這次的發現最終得到證實,那將是我們自發現暗能量以來,關於暗能量本質的最大線索,這可能意味著,暗能量並不是我們之前認為的那樣,是一種靜態的能量,而是一種更加奇特的存在。
(注:亞當·裡斯曾透過觀測遙距超新星而發現宇宙加速膨脹,讓人們意識到暗能量的存在,他也因此獲得了2011年的諾貝爾物理學獎)
就目前的情況來看,“DESI”巡天觀測專案仍在持續觀測宇宙,預計在未來兩年內還會收集到更多的數據,期待在未來的日子里,隨著更多數據的積累和更深入的研究,科學家們終將揭開暗能量的神秘面紗,更準確地理解宇宙的膨脹機制,甚至發現全新的宇宙學原理。