美國宇航局:1a型超新星的殘留照片
要是只要一次觀察,就能完全推翻天體物理學家當前對宇宙的理解,那將是令人異常興奮。但這還沒發生,至少在暗能量方面還沒發生。
本周,一份新聞稿宣布「有新證據表明發現暗能量的關鍵假設是錯誤的」,這引起了天文學家和科學懷疑論者的關注。但是科學家已經發現了該論文聲明中的一些問題。
如今,Λ冷暗物質模型是宇宙大尺度結構最廣為人知的理論,這似乎有些令人不適。從本質上講,我們可以直接觀察到的常規物質不到宇宙的5%。同時,暗物質所佔比例還不到宇宙的四分之一,而暗物質的影響只能通過其施加重力才能間接看到。宇宙的其餘部分是暗能量,它是宇宙膨脹加速的神秘力量。
有一些支持暗能量存在的獨立證據。科學家使用一種名為1a型超新星作為「標準蠟燭」,他們非常了解這些超新星的亮度,所以他們可以輕鬆地根據超新星在地球出現的亮度,計算出地球與該超新星的距離。然後,由於早期宇宙冷卻過程中,振動波動鎖定在適當位置,從而留下的印記分布在正常物質上,這種印記可供科學家用於天空測量的一種尺子。科學家有關距離的了解,有助於他們計算宇宙的膨脹,從而進一步提供暗能量存在的證據。最後,宇宙中最遙遠的可探測輻射(宇宙微波背景)中的溫度波動,似乎表明宇宙是平坦的,而這一性質需要暗能量的存在才能實現,只有這樣,運用數學算法才能準確計算出來。
三位天文學家因其1998年的發現,從而獲得了2011年諾貝爾獎,他們使用Ia型超新星確定了宇宙膨脹正在加速,從而暗示了暗能量的存在。「標準蠟燭」為他們提供了可靠的距離數據,而由於每顆超新星不斷向地球傳播光,它們的顏色數量隨之發生了變化,這種現象被稱為紅移,紅移現象表明了它們的速度。總而言之,他們計算出了宇宙膨脹加速的結果。
這是新論文有爭議的地方。這項研究是由延世大學,韓國天文學與太空科學研究所以及法國裡昂大學的研究人員,在拉斯坎帕納斯天文臺,用拉斯坎帕納斯天文臺2.5米望遠鏡和多鏡面6.5米望遠鏡,對附近星系中的Ia型超新星進行觀測得出來的結果。他們得出結論,Ia型超新星可能不是天文學家最初認為的「標準蠟燭」。他們工作中發現了統計證據,證明附近32個星系中的恆星年齡,與這些星系所包含的Ia型超新星的亮度之間有相關性。因此,他們說這項研究引起人們對暗能量存在的疑問,因為暗能量存在的主要證據依賴於這些超新星都有可預測的亮度。要是像新研究發現的那樣,亮度與預期不同,那麼導致暗能量的計算一定錯誤。
多倫多大學鄧拉普天文學研究所天文學和天體物理學教授雷尼·赫洛澤克對吉茲莫多說,測量結果依賴於這些附近星系與更遙遠星系之間距離的推斷。另外,這項工作也暗示其中一些星系肯定比宇宙年紀更大,而這顯然是不可能的。
杜克大學研究Ia型超新星的物理學助理教授丹·斯科爾尼奇告訴吉茲莫多,研究人員只使用了一個偏小且偏舊的星系樣本,並且只收集了舊星系和附近星系的數據。而暗能量是通過更大數量的超新星樣本,以及通常來說更年輕的星系進行測量的,這些樣本並不能完全描述所有星系。
赫洛澤克告訴吉茲莫多,這項工作如此具有價值,尤其是因為這些超新星即將成為維拉·魯賓天文臺的目標。但是她希望看到對更大規模、更加相關的樣本進行更強有力的研究。
這篇論文並不是第一個通過爭論暗能量不存在來激怒宇宙學家的文章。去年的另一篇論文聲稱,我們對超新星的觀測實際上是我們空間加速區域的人工產物。據廣達電腦公司報告,宇宙學家發現該論文也有缺陷。
當然,這不是推翻暗能量存在的最後嘗試,因為證明範示錯誤會帶來名聲。這並不是說暗能量存在應視為教條,科學的全部目的只是偽造足夠多的假設,以便保留唯一的真理。科學家當然應該質疑範式,並盡己所能去發現範式的錯誤。
但這種情況下,這些證據似乎不足以說服主流宇宙學家。
作者: Ryan F. Mandelbaum
FY: 小蜜蜂
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