2020年重磅消息:暗能量不存在,震动科学界!

自从20世纪末,天文学家发现宇宙在加速膨胀以来,“暗能量”的概念深入人心。引力在尝试将天体拉进,宇宙在加速膨胀,一种未知的力量推动着宇宙的膨胀。天文学家们把它定义为:暗能量(dark energy)

佩尔穆特团队使用包括哈勃望远镜在内的多台强大望远镜,截至1997年,他们共观测到了42个超新星的数据。研究团队得出结论:宇宙边缘正在加速离我们而去。

1998年初,佩尔穆特团队公开发表了他们的结论。与此同时,布莱恩·施密特(Brian Schmidt)和亚当·里斯(Adam Riess)领导的团队也发表了相同的结论。就这样,两支团队的结论相互映衬,为属于物理学的20世纪打出掷地有声的句号:我们的宇宙,正在加速膨胀

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按照目前的认识,宇宙早期减速膨胀,并在约50亿年前开始加速膨胀。

上述3位物理学家因此共同获得了2011年的诺贝尔物理学奖。暗能量与普通物质、暗物质共同构成了我们的宇宙,其中暗能量占据了宇宙总质量的约70%。

2020年的第一周,来自韩国延世大学领导的研究团队得出一个最新结论。新结论动摇了暗能量大厦的根基。

对天文学家来说,Ia型超新星有着特殊的地位。这类超新星的形成,需要白矮星与巨星组成的双星系统:随着白矮星不断吸收巨星中的氢,最终它将不堪重负,内部引发热核聚变,释放的光芒在一瞬间照亮整个宇宙。有趣的是,所有Ia型超新星的质量都是一样的——达到1.44个太阳质量时,爆炸如期而至。正是因为质量相同,这些超新星爆发时的峰值亮度一致。

这些Ia型超新星的视亮度(及其变化情况)与距离有着严格的对应关系。因此,它们成为可以用来测定距离的“标准烛光”。

自138亿年前的大爆炸后,它就在持续向外膨胀,所有其他天体都在远离我们而去。类似于多普勒效应,对于正在远离我们的物体,我们看见的光线波长被拉长了,向波长更长的红光偏移。这个现象,就是红移。

Ia型超新星的视亮度对应距离,红移则代表了远离我们的速度。如果我们能获取不同距离处Ia型超新星的亮度、红移数据,就可以绘制出宇宙的膨胀地图。

最近,韩国延世大学领导的研究团队在即将发表于《天体物理学杂志》的论文中,发表了令人惊讶的结论:这些超新星的绝对亮度与恒星群年龄有关,两者之间存在显著的相关性(年轻的超新星亮度较低)。该结论的置信度达到99.5%。

如果这个结论得到后续研究的证实,那么一场天体物理学革命势在必行。

一、Ia型超新星能否继续被用作“标准烛光”?

若Ia型超新星绝对亮度与恒星群年龄有关,在研究Ia型超新星的视亮度与距离对应关系时,需要考虑到超新星所处的恒星群年龄的影响。

当我们考虑超新星亮度的演化,此前预测的宇宙运动状态需要改写。出于恒星群年龄的差异,或许,宇宙仍然在加速膨胀,但暗能量的比例需要重新计算;又或者,宇宙没有在加速膨胀,暗能量也根本不存在!

二,新结论为我们研究宇宙演化及寻找“宇宙中心”提供方法。

若Ia型超新星绝对亮度与恒星群年龄有关,我们可以根据以往的观测数据推算出宇宙内“恒星群的年龄”,通过对比“年龄差异”探寻宇宙“恒星群”的演化规律以及寻找“宇宙中心”位置。

最新研究验证了这种可能性:如果暗能量真的不存在,通过恒星亮度随年龄的演化,也可以模拟出类似的亮度-红移曲线。

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根据恒星亮度随年龄的演化(图中红色曲线),也可以模拟出类似的曲线。

从新结论角度(年轻的超新星亮度较低),“宇宙膨胀”暗示了遥远的恒星群可能更加年轻。这说明在距离我们更远的宇宙空间,那里的恒星群相比我们更年轻,且离我们位置越远越年龄。

三、如何选择检验宇宙膨胀的“标尺”?

众所周知,引力在宇宙中无处不在。星系的结构、星体的运行轨道都与引力息息相关。若宇宙正在加速膨胀,必然使得宇宙中的引力减小,物体之间受到的引力变小。引力变小导致宇宙几何空间改变,星系结构发生变化,星体运行轨道发生改变。若宇宙正在加速膨胀,星系、星体的变化就越加明显。通过这些现象就可以间接验证宇宙的膨胀。

所以,“引力”才是检验宇宙膨胀的“标准烛光”。

用“引力”检验宇宙膨胀的理论及方案:

一、理论基础。

宇宙空间膨胀导致物体之间距离拉长,物体距离变大、引力变小;引力决定了宇宙中星系的结构和星体的运行轨道。

二、检验方案。

1)观测行星运行轨道“变化”(或宇宙星系的结构变化);

2)通过引力公式计算,寻找额外差异(若不考虑宇宙膨胀,出现的数值差异);

3)以“额外差异”为基础结合引力计算宇宙膨胀率(额外差值一定是宇宙膨胀带来的,通过引力减小值,计算宇宙膨胀率)。

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