【原】25年前，科學(xué)家提出一個(gè)讓全世界震驚的天文發(fā)現(xiàn),，而如今可能會(huì)成為笑話,！

科學(xué)羊 2025-01-15 發(fā)布于廣東

展開(kāi)全文

封面｜宇宙大量星系的三維位置繪制圖

大家好，我是科學(xué)羊,。

25年前,，科學(xué)家們做出了一個(gè)讓全世界震驚的發(fā)現(xiàn)：宇宙中最主要的能量形式竟不是光、普通物質(zhì),、中微子,，甚至不是我們熟知的暗物質(zhì)，而是一種神秘的未知力量——暗能量,。

這種暗能量占據(jù)了宇宙總能量的近70%,，并在過(guò)去約60億年里主導(dǎo)了宇宙的命運(yùn),，使其不僅膨脹，還以加速的方式膨脹,。

這一現(xiàn)象由超新星觀測(cè),、重子聲波振蕩、宇宙微波背景輻射等多種實(shí)驗(yàn)證實(shí),。

然而,，近期的一些研究提出了令人困惑的問(wèn)題：我們關(guān)于暗能量的所有認(rèn)知，是否建立在一個(gè)錯(cuò)誤的假設(shè)之上,？暗能量會(huì)不會(huì)根本不存在,？

一項(xiàng)名為“時(shí)間逃逸宇宙學(xué)”的理論試圖顛覆現(xiàn)有的宇宙學(xué)框架，認(rèn)為宇宙的膨脹可能是由一種塊狀的,、不均勻的物質(zhì)分布導(dǎo)致的，而非神秘的暗能量,。

這一假說(shuō)迅速引發(fā)了學(xué)界和大眾的關(guān)注,，但它真的能夠推翻我們對(duì)宇宙膨脹和暗能量的認(rèn)知嗎？

讓我們一探究竟,。

宇宙網(wǎng)絡(luò)的一部分的模擬,，沖擊波 (白色) ，磁場(chǎng) (青色) ,，和無(wú)線電光 (粉色) ,，我們可以觀察到的宇宙網(wǎng)絡(luò)的部分是有限的(圖片來(lái)源：F. Vazza/D. Wittor/J. West)

01 宇宙的均勻性：表象還是事實(shí)？

在直觀感受上,，宇宙看起來(lái)并不均勻,。

恒星、星系,、星團(tuán)密集地分布在特定區(qū)域,，而更多的空間似乎是空無(wú)一物的星際或星系際空間。

然而,，當(dāng)我們以更宏觀的視角審視宇宙——比如把“勺子”放大到一個(gè)邊長(zhǎng)達(dá)100億光年的尺度時(shí),，無(wú)論是在星系團(tuán)、稀疏的空洞,，還是兩者之間的任何位置,，宇宙的平均密度幾乎相同。

這表明,，宇宙在大尺度上是高度均勻的,。

這種均勻性并不是偶然的，而是科學(xué)家通過(guò)宇宙微波背景輻射的觀測(cè)和星系分布研究得出的結(jié)論,。

根據(jù)普朗克衛(wèi)星的最新數(shù)據(jù),，早期宇宙的密度波動(dòng)在所有尺度上都非常微小,，僅為三萬(wàn)分之一。通過(guò)觀測(cè)這些波動(dòng)如何隨著時(shí)間的推移演變,，科學(xué)家發(fā)現(xiàn),，在最大的宇宙尺度上，密度對(duì)比從未超過(guò)千分之一,。

這種均勻性,，為現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

02 時(shí)間逃逸宇宙學(xué)：挑戰(zhàn)現(xiàn)狀的另類假說(shuō)

然而,，時(shí)間逃逸宇宙學(xué)的支持者卻認(rèn)為,，宇宙并非如我們認(rèn)為的那樣均勻。

他們提出,，宇宙中的物質(zhì)分布高度不均勻,，不同區(qū)域的膨脹速率和時(shí)間流速存在顯著差異，這種不均勻性可能足以取代暗能量對(duì)宇宙加速膨脹的解釋,。

根據(jù)這一理論,，宇宙中不同區(qū)域的時(shí)間流速差異可以達(dá)到35%，這將導(dǎo)致引力時(shí)間膨脹效應(yīng),，從而創(chuàng)造出暗能量的“假象”,。

如果這一觀點(diǎn)成立，我們現(xiàn)有的關(guān)于暗能量的認(rèn)知將被徹底顛覆,。

然而,，問(wèn)題在于，這一理論是否能夠經(jīng)受住觀察和實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),。

科學(xué)家們測(cè)試時(shí)間逃逸宇宙學(xué)最有效的方法之一,，是研究宇宙在不同尺度上的結(jié)構(gòu)形成與演化過(guò)程。如果宇宙的膨脹是由大尺度的不均勻性主導(dǎo)的,，那么我們應(yīng)該能夠在宇宙的結(jié)構(gòu)中看到這種不均勻性的明顯痕跡,。

通過(guò)模擬和觀測(cè)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn),，宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)在引力作用下逐漸形成：過(guò)密區(qū)域（如星系團(tuán)）變得越來(lái)越密集,，而稀疏區(qū)域（如宇宙空洞）則越來(lái)越空曠。

然而,，這些結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程與時(shí)間逃逸宇宙學(xué)的預(yù)測(cè)并不一致,。研究表明，即使考慮到非線性的不均勻性效應(yīng),，這種不均勻性對(duì)宇宙膨脹的影響始終非常微弱,，遠(yuǎn)不足以解釋觀測(cè)到的加速膨脹現(xiàn)象。

此外,，科學(xué)家還通過(guò)模擬驗(yàn)證了這些不均勻性能量的“狀態(tài)方程”,。結(jié)果顯示,，這種能量始終表現(xiàn)為減速膨脹的形式，而非加速膨脹,。

因此,，時(shí)間逃逸宇宙學(xué)的核心假設(shè)在面對(duì)實(shí)際觀測(cè)時(shí)難以成立。

盡管時(shí)間逃逸宇宙學(xué)在某些方面可能與現(xiàn)有觀測(cè)數(shù)據(jù)吻合,，比如Ia型超新星的紅移和光度關(guān)系,，但它并不能全面解釋所有觀測(cè)到的現(xiàn)象。

事實(shí)上,，即使完全忽略超新星數(shù)據(jù),，宇宙微波背景輻射和大尺度結(jié)構(gòu)的觀測(cè)仍然強(qiáng)有力地支持暗能量的存在。

近年來(lái),，隨著天文觀測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步,，科學(xué)家們對(duì)暗能量的理解也越來(lái)越深入。