暗能量可能正以意想不到的方式隨時間演變

來自暗能量光譜儀（DESI）合作計畫的最新研究結果顯示，暗能量可能隨時間變化。

NOIRLab的DESI計畫科學家兼中型天文臺戰略計畫副總監Arjun Dey博士表示：「宇宙總是不斷讓我們驚奇。DESI和Mayall望遠鏡以前所未有的方式揭示了宇宙結構的演變，這正在改變我們對宇宙未來和自然本質的理解。」

單獨來看，DESI的資料與我們的標準宇宙模型——Lambda CDM模型（其中CDM代表冷暗物質，lambda代表最簡單的暗能量情況，即宇宙常數）是一致的。然而，當與其他測量結果結合時，越來越多的跡象表明，暗能量的影響可能隨時間減弱，其他模型可能更適合。

這些其他測量包括宇宙黎明時期的殘餘光（宇宙微波背景，CMB）、超新星的距離測量，以及遠方星系的光因暗物質的引力影響而彎曲的觀測（弱透鏡效應）。

到目前為止，對演變暗能量的偏好尚未達到5 sigma——這是物理學中的黃金標準，代表普遍接受的發現閾值。然而，DESI資料與CMB、弱透鏡效應和超新星資料的不同組合範圍在2.8到4.2 sigma之間。

分析使用了一種技術，將結果隱藏到最後，以減少科學家對資料的任何無意識偏見。這種方法為大型光譜調查的資料分析設立了新標準。

DESI是一個最先進的儀器，安裝在NSF的Nicholas U. Mayall 4米望遠鏡上，位於基特峰國家天文臺，是NSF NOIRLab的一個計畫。它可以同時捕捉來自5000個星系的光，使其能夠進行有史以來最廣泛的宇宙調查之一。

該實驗現在處於五年天空調查的第四年，計畫在專案結束時測量大約5000萬個星系和類星體（極其遙遠但明亮的物體，核心有黑洞）以及超過1000萬顆恆星。

新的分析使用了前三年的觀測資料，包括近1500萬個最佳測量的星系和類星體。這是一個重大飛躍，將實驗的精度提高了一倍以上，資料集是DESI首次分析的兩倍多，該分析也暗示了演變的暗能量。

DESI透過研究物質在宇宙中的分佈來追蹤暗能量的影響。早期宇宙的事件在物質分佈中留下了微妙的模式，稱為重子聲學振盪（BAO）。這種BAO模式作為一個標準尺，其大小在不同時間直接受到宇宙膨脹方式的影響。測量不同距離的尺子向研究人員展示了暗能量在歷史上的強度。

DESI合作計畫將很快開始進行額外的分析，以從當前資料集中提取更多資訊，並且DESI將繼續收集資料。未來幾年上線的其他實驗也將為未來的分析提供互補的資料集。

DESI主任兼伯克利實驗室科學家Michael Levi博士表示：「我們的結果為理論同事提供了肥沃的土壤，讓他們研究新的和現有的模型，我們很期待他們的研究成果。無論暗能量的本質是什麼，它都將塑造我們宇宙的未來。我們能夠用望遠鏡仰望天空，試圖回答人類有史以來最大的問題之一，這是非常了不起的。」

NSF NOIRLab計畫總監Chris Davis博士表示：「這些是一個非常成功的專案的卓越成果。NSF Mayall望遠鏡和DOE的暗能量光譜儀的強大結合顯示了聯邦機構在基礎科學上合作的好處，這提高了我們對宇宙的理解。」

物理學家今天在arXiv.org上發布的一系列論文中分享了他們的研究結果。