近三十年來,科學界一直假設宇宙正以越來越快的速度擴張,最終將走向孤獨而寒冷的結局。然而,一項新的研究表明,我們可能完全誤解了宇宙的速度計。來自韓國的天文學家挑戰了永恆擴張的理論,提出宇宙可能注定會發生引力崩潰,這一現象被稱為「大崩潰」(Big Crunch)。由首爾延世大學進行的研究認為,宇宙不再加速,實際上可能已經開始減速。研究的首席研究員李永旭教授表示:「我們的研究顯示,宇宙在當前的時代已經進入了一個減速擴張的階段,而暗能量的演變速度遠超過先前的預期。」
如果這些結果得到確認,將標誌著自27年前發現暗能量以來,宇宙學的一次重大範式轉變。
自1998年以來,天文學家依賴 Ia 型超新星來測量宇宙距離。由於這些爆炸的恆星被認為總是以相同的內在亮度發光,因此被稱為標準燭光(standard candles)。如果一支燭光看起來微弱,則意味著它距離較遠;如果看起來過於微弱,則意味著宇宙正在以比預期更快的速度擴張,這是由一種被稱為暗能量的神秘力量推動的。然而,李教授及其團隊發現這些燭光存在缺陷。在檢查了300個宿主星系後,研究人員發現超新星的亮度實際上與其「母恆星」的年齡相關。具體來說,他們發現年長的恆星族群會產生更亮的爆炸,而年輕的恆星則系統性地較暗。這意味著,天文學家之前認為的宇宙快速擴張所導致的微弱現象,實際上可能是由於恆星的年齡造成的,這證明了用來測量宇宙的標準燭光會隨著時間而改變。
根據這項研究,研究人員表示:「基於300個星系的樣本,新研究在極高的顯著性(99.999% 的信心)下確認了這一效應,表明遠處超新星的暗淡不僅源於宇宙學效應,還源於恆星天體物理學效應。」
標準宇宙模型認為暗能量是一種恆定、不變的力量。這些新數據則提出了不同的觀點。當研究人員考慮到這一年齡偏差後,傳統的恆定暗能量模型便不再成立。修正後的數據指向一個暗能量並非穩定壓力,而是隨著時間減弱的宇宙。這種新觀點與宇宙微波背景輻射(Cosmic Microwave Background,簡稱 CMB)及重子聲學振盪(Baryonic Acoustic Oscillations,簡稱 BAO)的測量結果完美對應。通過結合這些不同的宇宙圖,研究有效排除了長期存在的宇宙學常數理論,暗示宇宙的引擎正逐漸失去動力。
李教授指出:「我們的分析——應用年齡偏差修正——顯示宇宙今天已經進入減速階段。值得注意的是,這與 BAO 或 BAO+CMB 分析獨立預測的結果一致,但這一事實迄今為止卻鮮有關注。」
為了證明他們的觀點,延世大學研究小組正在進行一項無演化測試,專注於來自同年齡星系的超新星。最終的裁決可能會來自智利的維拉·C·魯賓天文台,該天文台配備了全球最強大的數位相機,預計在未來五年內將發現20,000個新的超新星宿主。這項研究發表在《皇家天文學會月刊》上。




