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暗能量真的存在嗎?宇宙學核心支柱受到挑戰

暗能量真的存在嗎?宇宙學核心支柱受到挑戰
這張來自NASA詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡的影像包含近80萬個星系,其上疊加了一幅以藍色表示的暗物質分布圖。研究人員利用韋伯的資料,藉由這種隱形物質對普通物質的引力影響,找出了它的蹤跡。然而,一項最新研究稱,暗能量或許並不存在。(NASA/STScI/J. DePasquale/A. Pagan)
2026-08-2101:35 中港台時間|08-2105:40 更新
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【大紀元2026年08月20日訊】(大紀元記者薛止墨編譯報導)一項針對全球最大超新星資料庫的最新統計分析指出,宇宙膨脹或許根本沒有加速。這意味著被視為現代宇宙學核心支柱之一的「暗能量」,可能根本不需要存在。然而,多數宇宙學家對此結論仍持保留態度。

從加速膨脹到「暗能量」的誕生

自從天文學家愛德溫‧哈伯(Edwin Hubble)於1929年觀測到,絕大多數的星系都在遠離我們,且距離我們越遙遠的星系,退行速度就越快,人類便知道宇宙正在膨脹。在接下來的半個世紀中,科學界普遍認為受引力影響,宇宙的膨脹速率應會逐漸減慢。

然而,1990年代末期,兩個獨立的研究團隊透過觀察被譽為宇宙「標準燭光」的Ia型超新星(Type Ia Supernovae),發現極遙遠的超新星比預期中更為暗淡。這意味著它們距離我們比預期更遠——宇宙的膨脹速率並非減慢,而是在「加速」。

為了在愛因斯坦廣義相對論的框架下解釋這種反引力的斥力效應,物理學家引入了一種占據宇宙約68%總能量的未知成分,並將其命名為「暗能量」(Dark Energy)。這項發現也讓相關科學家榮獲2011年諾貝爾物理學獎。

質疑聲浪:數據統計是否存在盲點?

牛津大學物理學家蘇比爾‧薩卡爾(Subir Sarkar)及其研究團隊6月11日在英國《王家天文學會月報》(MNRAS)發表最新分析,主張這幅主流圖像可能從一開始就建立在錯誤的假設上。

薩卡爾的質疑始於2014年。當初獲獎團隊公開數據後,薩卡爾團隊進行了獨立的統計複驗,發現早期數據的顯著性其實未達到物理學界宣告「重大發現」嚴格的統計門檻。

該主張當時在宇宙學界引發強烈反彈。許多專家批評其統計模型未納入宇宙學基本約束,例如宇宙總質能密度應符合平坦幾何(Flat Geometry)的求和規則,忽略了質能組成的物理邊界條件。

超新星沒那麼可靠?演化偏差成為關鍵

面對批評,薩卡爾團隊歷經多年的模型修正,並在其最新研究中採用了目前規模最大、收錄1701顆超新星的Pantheon+資料庫。

在這項新分析中,一項關鍵轉折來自韓國首爾延世大學研究團隊的發現:Ia型超新星的光度並非恆定不變,而是會隨著前身星(Progenitor)的年齡演化。

光度演化效應:由於光速傳播需要時間,我們觀測遙遠星系時,看到的是它們在宇宙早期的模樣。早期星系的恆星族群較為年輕,其爆發產生的Ia型超新星內在光度本就偏暗。

距離的高估:如果未將「前身星年齡」帶入校正,宇宙學家會誤將這種「內在偏暗」解釋為「距離更遠」,進而推算出虛假的加速膨脹現象。

當薩卡爾團隊在Pantheon+資料庫中導入延世大學的超新星光度演化修正後,統計結果顯示:宇宙膨脹的加速訊號消失了,甚至呈現微弱的減速趨勢。換言之,不需要引入「暗能量」,超新星的觀測數據也能得到合理解釋。

典範會崩解嗎?還是單一角度的挑戰?

這項結論再度引發宇宙學界的熱烈討論。德國比勒費爾德大學的宇宙學家多米尼克‧施瓦茨(Dominik Schwarz)指出:「這是一項非常有趣且深具潛在影響力的觀測。暗能量最初是為了彌合理論與觀測落差而產生的補丁;若恆星演化效應證實了數據偏差,可能代表現行標準宇宙模型(ΛCDM)正面臨解構。」

然而,主流宇宙學界大多保持謹慎態度。美國斯坦福國家加速器實驗室(SLAC)的喬舒亞‧弗里曼(Joshua Frieman)強調,暗能量的存在並非僅由超新星單獨支撐:「我們擁有來自多個獨立觀測的強大證據,包括宇宙微波背景(CMB)輻射分布、大尺度結構的重子聲學振動(BAO),以及星系團計數。單憑對超新星數據的重新解讀,不足以推翻整個宇宙學典範。」

悉尼大學的天體物理學家傑蘭特‧路易斯(Geraint Lewis)則用經典電影《十二怒漢》來形容目前的現狀:「前沿科學正如一場陪審團審訊。有時案情一目瞭然;但更多時候,不同專家對同一項證據的解讀大相逕庭。唯有經過長時間的辯證與更多高精度的觀測數據(如韋伯太空望遠鏡與歐幾里得太空望遠鏡),科學界才能最終達成共識。」◇

責任編輯:李琳#

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