「暗能量」實驗動搖愛因斯坦的宇宙理論

2025年03月23日上午03:00

一些科學家發現，一種名為「暗能量」（Dark Energy）的神秘力量可能會隨著時間的推移而改變，而這種力量正是推動宇宙膨脹的關鍵因素。

這一初步發現與現有理論相悖，而該理論部分由阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）所建立。

儘管還需要更多數據來證實這一結果，但參與研究的科學家們已經越來越興奮。

一些人認為，他們可能正處於近代天文學最重大發現之一的邊緣，這一發現可能徹底改變我們對宇宙的理解，甚至影響我們對時間與空間本質的認知。

即使是研究中最為謹慎、最受尊敬的科學家，如倫敦大學學院（UCL）的奧費爾·拉哈夫（Ofer Lahav）教授，也被日益增強的證據深深吸引。

「這是一個極具戲劇性的時刻，」他對BBC新聞表示。

「我們可能正見證對宇宙理解的一次范式轉換。」

1998年，「暗能量」的發現本身就已經足夠震撼。在此之前，科學界普遍認為，宇宙誕生於「大爆炸」之後，其膨脹速度應該會受到引力影響逐漸減緩。

然而，美國和澳大利亞的科學家觀測發現，宇宙膨脹速度實際上正在加快。他們無法解釋這一驅動力，因此暫時將其命名為「暗能量」，以表達對其本質的未知。

儘管我們仍然不知道「暗能量」究竟是什麼——它被視為當代科學最大的謎團之一——但天文學家可以通過觀測宇宙歷史中不同時期的星系加速遠離彼此的情況，來測量「暗能量」的影響及其是否隨時間變化。

為了解開這個謎題，科學家建造了多個專門的實驗設施，其中包括位於美國亞利桑那州圖森附近基特峰國家天文台（Kit Peak National Observatory）的「暗能量光譜儀」（DESI）。該儀器由5000條光纖組成，每條光纖都由機器人操控，能夠以極高速度掃描星系。

去年，當DESI的研究人員首次發現暗能量的作用力可能隨時間變化時，許多科學家認為這只是數據中的偶然誤差，隨著更多數據的收集，這種異常現象可能會消失。

然而，一年後，這種「誤差」非但沒有消失，反而變得更加明顯。

「現在的證據比之前更強了，」英國樸茨茅斯大學（University of Portsmouth）的賽沙德里·納達圖爾（Seshadri Nadathur）教授表示。

「我們還進行了許多額外的測試，與第一年的數據相比，這些測試讓我們更加確信，這一結果並非來自某種未知的數據誤差。」

「奇怪」的結果

目前，這些數據還未達到可被正式定義為「發現」的標準，但已經吸引了許多天文學家的關注，例如蘇格蘭皇家天文學家、愛丁堡大學（Edinburgh University）的凱瑟琳·海曼斯（Catherine Heymans）教授。

「『暗能量』似乎比我們想像的更加奇怪，」她對BBC新聞表示。

「在2024年，這些數據還相對新穎，沒有人完全確信它的準確性，大家認為還需要進一步研究。

「但現在，隨著數據的增加，以及科學界的嚴格審視，儘管仍有可能這個『異常』最終被證明是錯誤的，但同時也有可能我們正在接近一個真正重大的發現。」

那麼，究竟是什麼導致了這種變化？

「沒有人知道。」拉哈夫教授坦言，但語氣中帶著興奮。

「如果這一個新的結果是正確的，那麼我們需要找到導致變化的機制，而這可能意味著一個全新的理論——這正是它如此令人激動的地方。」

在未來兩年，「暗能量光譜儀」將繼續收集數據，計劃測量約5000萬個星系及其他明亮天體，以確保他們的觀測結果無可置疑。

「我們的工作是讓宇宙告訴我們它是如何運作的，而現在它可能正在告訴我們，情況比我們想像的更為複雜，」美國加州勞倫斯伯克利國家實驗室（Lawrence Berkeley National Lab）的博士後研究員安德烈·庫丘（Andrei Cuceu）表示。

歐洲太空總署（ESA）的「歐幾里得任務」（Euclid Mission）探測器將提供更多關於「暗能量」本質的細節。這台太空望遠鏡的觀測範圍將超越「暗能量光譜儀」，並獲取更精細的數據。該探測器於2023年發射，歐洲太空總署剛剛公布了其最新拍攝的圖像。

「暗能量光譜儀」項目由來自全球70多個機構的900多名研究人員共同參與，其中包括來自英國的杜倫大學（Durham）、倫敦大學學院（UCL）和樸茨茅斯大學。

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