新研究认为,用以论证暗能量存在的关键假设是错的 ​

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新研究认为,用以论证暗能量存在的关键假设是错的 ​
麻省理工科技评论 2020-01-22

2020-01-22

宿主星系中的超新星由于红移而变得观测起来比其实际年龄越来越年轻,超新星的红移观测结果中存在着严重的系统偏差。
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宿主星系中的超新星由于红移而变得观测起来比其实际年龄越来越年轻,超新星的红移观测结果中存在着严重的系统偏差。

此前,天文学家们一直认为宇宙很有可能是在暗能量的作用下加速膨胀,并以具有高红移特征的 Ia 型超新星的测距结果作为实例支持这一理论。

该实例的应用依赖于 “超新星的亮度(Luminosity)在数据分析中,经‘经验性标准化’处理后不会随红移程度变化而变” 的假设,但就在一篇将于本月发表的论文中,韩国延世大学(Yonsei University)、韩国天文及空间科学研究所和法国里昂大学的科研人员通过对 Ia 型超新星进行新的观测,并分析观测结果,发现这一假设很有可能是错的。

新研究认为,用以论证暗能量存在的关键假设是错的

图丨研究用于论证宿主星系年龄与超新星红移观测间存在显著相关性的数据分析图(来源:Yonsei University)

对目前大多数已知含有 Ia 型超新星的早期宿主星系,研究进行了高质量光谱信息观测(信噪比约为 175),发现在 99.5% 的置信水平下,超新星的亮度与宿主信息的星群年龄间存在显著相关性。

这是目前天文学家们对 Ia 型超新星亮度演变理论所进行过的最严格的一次检验,其结果表明,宿主星系中的超新星由于红移而变得观测起来比其实际年龄越来越年轻,超新星的红移观测结果中存在着严重的系统偏差,而这一偏差足以抹去此前部分天文学家基于超新星红移观测结果所提出的暗能量存在的“证据”。

新研究认为,用以论证暗能量存在的关键假设是错的

图丨 Carl Sagan,卡尔 · 萨根(来源:Wiki)

领导此项研究的延世大学教授 Young-Wook Lee 说:“用 Carl Sagan 的话来说,意义非凡的假说需要同等意义非凡的证据来论证,而经过此次研究,我现在已不再确信我们确实有暗能量存在的证据。要知道,基于超新星宇宙学的暗能量研究在 2011 年斩获了诺贝尔物理学奖,而这在目前看来却很有可能是错误假设的产物。”

虽然目前也有其它的一些观测结果能为暗能量的存在提供一些 “间接证据”,如宇宙微波背景(CMB)和重子声振荡(BAO),但有学者认为,欧洲航天局的普朗克探测器对于宇宙微波背景的观测已不足以应对“协调性宇宙模型(concordance cosmological model)” 这一新物理理论框架所提出的需求。

此外,也有学者认为重子声振荡与其它与红移有关的观测结果同样也能被不含暗能量的非加速膨胀宇宙所解释,并不一定非要引入暗能量这一概念以及与其挂钩的宇宙加速膨胀的说法。

目前,该研究已在于 1 月 5 日举行的第 235 届美国天文学会会议上被介绍,研究论文也将于 2020 年 1 月发表在天体物理学杂志(the Astrophysical Journal)上。

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