1400萬星系與類星體地圖揭開暗能量之謎

最新資料顯示，暗能量可能隨時間變化，這一發現顛覆了我們對宇宙的傳統認知。暗能量一直被認為是宇宙中的恆定力量，但新的研究結果卻暗示它可能並非一成不變。

暗能量解釋了宇宙膨脹速率加速的現象，但其來源至今仍是個謎。通常，科學家們認為暗能量在宇宙數十億年的歷史中密度保持不變。然而，2024年，暗能量光譜儀（DESI）的研究人員根據第一年的資料包告指出，暗能量可能隨時間變化，這一發現震撼了整個宇宙學界。

許多科學家原本期待，隨著DESI提供更多資料，標準模型將得到驗證。但事實並非如此。相反，經過三年的資料分析，支援暗能量變化的證據更加強烈。英國謝菲爾德大學的宇宙學家Eleonora Di Valentino表示：「我感到非常震驚，這意味著可能存在新的物理現象，這非常令人興奮。」

DESI已經繪製了超過1400萬個星系和類星體的位置，這些類星體是遙遠星系中極其明亮的活躍核心。研究人員測量了一種稱為重子聲學振盪的現象，這是早期宇宙中印刻在宇宙中的環形模式。研究人員將這些資料與其他資料集結合，包括超新星爆炸的目錄和宇宙微波背景的觀測。

綜合這些資料，動態暗能量的模型比標準模型更符合觀測結果，統計顯著性高達4.2 sigma，這接近通常認為的發現閾值5 sigma。然而，標準宇宙學模型（稱為lambda CDM）並未被完全排除。芝加哥大學的宇宙學家Michael Turner表示：「儘管lambda CDM有其缺點，但它仍然表現得相當好。」DESI發現，雖然lambda CDM可以解釋資料，但動態暗能量的模型更符合資料。

亞利桑那大學的宇宙學家Enrique Paillas在美國物理學會的會議上表示：「越來越明顯的是，lambda CDM在結合其他資料集時難以解釋重子聲學振盪資料，而動態暗能量可能提供瞭解決這一謎題的可能性。」

研究人員進行了多種交叉檢查，包括排除宇宙微波背景或超新星資料，結果動態暗能量仍然勝出。DESI物理學家Nathalie Palanque-Delabrouille表示：「我們最初擔心可能忽略了某些細微的效應，但現在我們更有信心，這確實是資料告訴我們的結果，這非常令人興奮。」

其他實驗也將很快對暗能量進行深入研究。歐洲太空總署的Euclid太空望遠鏡於2023年發射，並於3月19日發布了早期資料，觀測了2600萬個星系。Euclid天體物理學家Xavier Dupac表示：「為了確定暗能量是簡單的宇宙常數還是更複雜的東西，我們需要Euclid，我們需要觀察整個宇宙歷史。」未來，Euclid科學家將研究不同時期宇宙中星系的聚集方式，利用這些資訊來揭示宇宙的膨脹過程。

宇宙的命運可能岌岌可危。在科學家的標準模型中，宇宙將無限期膨脹。但在暗能量變化的宇宙中，極其遙遠的未來可能會有所不同。DESI物理學家Mustapha Ishak-Boushaki表示：「宇宙可能會停止膨脹，然後重新坍縮成『大坍縮』，這在過去25年中被認為是不可能的。」