不需要暗能量解釋宇宙加速膨脹，新研究：暗能量可能是錯覺

我們的宇宙正在加速膨脹，對此最完美解釋是存在某種形式的暗能量。然而一篇新研究認為，宇宙加速膨脹根源可能不是暗能量，而只是我們當前校準時間和距離的結果。

宇宙最主要組成不是正常物質，不是微中子，甚至不是暗物質，而是一種神祕能量形式──暗能量，占宇宙構成 70%。

同時，過去數年天文學家從各方面獨立觀測得到的結果證實宇宙加速膨脹，包括宇宙微波背景輻射、可觀測宇宙的大尺度結構、宇宙的年齡、超新星精確觀測、星系團（galaxy cluster）X 射線性質等數據，而超新星為暗能量的存在提供最令人信服證據，強調暗能量是導致宇宙加速膨脹、遙遠星系正以越來越快速度遠離我們的主要形式。

雖然許多人試圖推出完全消除暗能量的替代方案，比如時間景觀（Timescape）模型，但當面對有關宇宙全貌證據，它們往往慘遭滑鐵盧，這也是為什麼暗能量說法屹立不搖。

但一切是否基於錯誤假設？正如最近一項研究支持時間景觀模型，認為暗能量根本不存在。

▲ ΛCDM 冷暗物質模型描述的宇宙歷史。（Source：NASA）

紐西蘭坎特伯雷大學、德國海德堡大學團隊表示，第一，我們觀測到的宇宙膨脹速率取決於我們使用的觀測方法；另一方面，我們假設暗能量在整個宇宙中均勻分布，但新研究顯示這些模型錯了。

宇宙物質在小範圍內分布不均勻，但以大尺度觀測就會發現物質分布趨於平衡，因此可以延伸為最大宇宙尺度仍保持相對均勻，即同質性原則。但反對宇宙標準模型的科學家認為同質性原則不適用宇宙膨脹，根據 Timescape 模型，一些人認為暗能量事實上會違反等效原理。

在最新研究中，團隊使用 Ia 型超新星的 Pantheon+ 資料集檢查它們更適用標準 ΛCDM 宇宙學模型還是 Timescape 模型（兩個模型主要差異在於前者認為宇宙膨脹必須均勻，後者強調宇宙膨脹不均勻），發現數據更適合 Timescape 模型。

我們知道重力場會影響時間速率，Timescape 模型表明宇宙隨著時間推移不可能均勻，比如在星系團區域內，時間運行速度會比在廣闊宇宙空洞運行得慢，隨著數十億年歷史飛逝，這種差異不斷累積，正是這種時間分歧導致宇宙膨脹出現。

研究人員表示，需要歐幾里得太空望遠鏡（Euclid）、即將發射的羅曼太空望遠鏡進一步觀測來支持 Timescape 模型，利用豐富新數據揭示宇宙膨脹與暗能量的真實本質。

新論文發表在《皇家天文學會月報》。

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（首圖來源：pixabay）

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