科學家稱：暗能量或為宇宙膨脹動能變化的錯誤認定

最新研究指出，暗能量——這個被認為導致宇宙加速膨脹的未知能量源，實際上可能並不存在。

（此處附圖說明：藝術家所呈現的宇宙演化圖，從左邊的大霹靂開始，接著是宇宙微波背景的出現。第一批恆星的形成結束了宇宙黑暗時代，隨後星系逐漸形成。圖片出處：M. Weiss / 哈佛-史密森天體物理中心 ）

一般認為，暗能量是一種微弱的反重力力量，它獨立於物質運作，約佔宇宙質能密度的三分之二。

在過去二十五年間作為標準宇宙學模型的Λ冷暗物質（ΛCDM）模型，需要藉由暗能量來解釋所觀測到的宇宙加速膨脹現象。

天文物理學家得出此結論，是基於對遙遠星系中超新星爆炸距離的測量。如果宇宙膨脹沒有加速，這些超新星看起來應該比實際距離更近。

然而，宇宙目前的膨脹速率越來越受到新觀測結果的挑戰。

首先，來自大霹靂餘輝——宇宙微波背景的證據顯示，早期宇宙的膨脹與目前的膨脹情況存在差異，此一異常現象被稱為哈伯張力。

此外，科學家在分析暗能量光譜儀（DESI）提供的新高精度資料時發現，ΛCDM模型的吻合度，不如那些暗能量會隨時間演變而非保持不變的模型。

哈伯張力以及DESI所揭示的意外發現，在使用已有百年歷史的簡化宇宙膨脹定律——弗裡德曼方程的模型中，都很難得到解釋。

弗裡德曼方程假定，平均而言，宇宙是均勻膨脹的——就好像所有宇宙結構都能被放入攪拌機，製成毫無特徵的均勻物質，不存在複雜的結構。

然而，目前的宇宙實際上包含了一個由星系團構成的複雜宇宙網路，它們呈片狀和絲狀，環繞並穿插著巨大的空洞。

大衛·威爾特希爾教授表示：「我們的研究結果顯示，不需要暗能量也能解釋為何宇宙看似在加速膨脹。」

「暗能量其實是對膨脹動能變化的錯誤認定。在我們所生活的這個充滿不均勻結構的宇宙中，膨脹動能並非均勻分佈。」

「這項研究提供了有力證據，或許能解決一些圍繞宇宙膨脹奇特性的關鍵問題。」

「有了新資料，到本年代末，宇宙最大的謎團可能就會塵埃落定。」

新證據支援宇宙膨脹的時間景觀模型。此模型不需要暗能量，因為光線拉伸的差異並非宇宙加速的結果，而是我們如何校準時間和距離所導致的。

它考慮到引力會使時間變慢，所以在太空中的理想時鐘比在星系內部走得更快。

該模型指出，銀河系中的時鐘比在大型宇宙空洞中平均位置的同一時鐘慢約35%，這意味著在空洞中已經流逝了數十億年的時間。

這反過來又使得空間有更多的膨脹，當如此巨大的空洞在宇宙中佔據主導地位時，就會讓人感覺宇宙膨脹在加速。

威爾特希爾教授稱：「在21世紀，我們如今有了大量資料，終於可以回答這個問題——一個簡單的平均膨脹定律是如何從複雜的宇宙中產生的，以及為什麼會產生？」

「一個與愛因斯坦廣義相對論一致的簡單膨脹定律，不一定需要遵循弗裡德曼方程。」

「歐洲太空總署於2023年7月發射的歐幾裡得衛星，有能力測試並區分弗裡德曼方程和時間景觀模型的替代方案。」

「然而，這至少需要1000次獨立的高質量超新星觀測。」

此項研究成果發表在《皇家天文學會月刊：快報》上。

（研究出處：Antonia Seifert等人，2025年。超新星證據為宇宙學模型帶來根本性變革。《皇家天文學會月刊：快報》537(1)：L55-L60；doi: 10.1093/mnrasl/slae112 ）