我们宇宙中最大的3D地图可能暗示暗能量随时间演化

自从发现暗能量以来已经过去了二十多年，但是还有很多疑团没有解开。

科学家们已经有超过20年的时间来解码这种看似正在将宇宙拉扯开的无形物质的秘密，然而，他们对此仍然几乎一无所知。实际上，暗能量甚至可能不是一种物质，它可能是一种力量，甚至是空间本身的内在属性。

例如，宇宙学的标准模型，我们关于宇宙演化的主要理论，确实暗示暗能量在整个宇宙和时间中都是不变的，使其成为空间的一个基本属性。如果是恒定的，构成宇宙70%的神秘暗能量将会推开所有星星和星系。然而，对宇宙宇宙史的最大调查可能表明，暗能量，也被称为一种假想的“反重力”力量，可能会随时间演化，而不是保持不变，这暗示了一个对宇宙居民来说较少孤独的未来。

如果这个初步结果在未来的观察中得以保持，至少，宇宙学家可能需要探索现行Lambda CDM（LCDM）模型中的系统不确定性，这是一个数学模型，其中lambda代表暗能量。他们可能还需要开始筛选我们宇宙的数十种其他模型，以找到真正最适合的模型。不过，证据仍是初步的，它没有达到所谓的“5-sigma阈值”，这决定了信号是否可以作为官方发现而庆祝。

因此，关于暗能量演化的不断出现的解释，可能会随着未来几年计划中的更多数据而变化。

波士顿大学（Boston University）的迪伦·布劳特（Dillon Brout）说，“如果这是真的，这就完全颠覆了宇宙学”。他通过超新星测量宇宙的加速度。这样的发现将是“我们对宇宙最佳理解的思维范式的转变。”

宇宙的路灯

位于亚利桑那州基特峰国家天文台（Kitt Peak National Observatory）尼古拉斯·U·梅耶尔4米望远镜顶部的暗能量光谱仪（DESI），每月确定一百万个星系的位置。通过这些观测，宇宙学家可以测量宇宙在过去110亿年中扩张速率的增加，这些遥远的星系，可以被比喻为“宇宙的路灯”，因此帮助宇宙学家研究充斥宇宙的暗能量之谜。

周四（4月4日），DESI合作组分享了有史以来最大的宇宙3D地图，它还包括过去110亿年宇宙扩张率的高精度测量。仅在其第一年的运作中，DESI在测量早期宇宙的扩张历史方面就已经比其前身斯隆数字天空巡天（Sloan Digital Sky Survey），后者花了十多年时间构建一个类似的3D地图，强大了两倍。

布劳特说：“这是我们等待了很长时间的下一代数据，看到它到来真的很好。”

除了无数像纠缠线团一样聚集在一起的星系外，DESI的新3D地图还突出了早期宇宙中被称为重子声波振荡（BAO）的微弱模式。这些微妙的3D皱纹在我们宇宙历史的前38万年间穿越物质，随时间冻结并变成了幼年宇宙的遗迹。通过绘制这些冻结的BAO的大小，研究人员设法估计了到星系的距离，并推断出宇宙在各个时间点扩张的速度有多快。

由于典型星系的光线太暗而无法看到，因为这些星系离我们非常远，它们发出的光线相对强度较低，DESI合作组还研究了超过40万个强度极高的物体，称为类星体。当这些物体的光线滑过星际空间时，它会被气体和尘埃云吸收，帮助宇宙学家以类似绘制星系的方式绘制密集物质的口袋。

西班牙高能物理研究所（Institute for High Energy Physics）的科学家、DESI合作组的成员安德鲁·丰特-里贝拉（Andreu Font-Ribera）在一份声明中说：“这让我们能够进一步观察到宇宙年轻时的情况，这是一项很难做到的测量，看到它成功真的很酷。”

‘如果这是真的，我们就进入了未知领域’

暗能量可能随时间演化的初步结论来自对DESI数据与其他宇宙学数据的早期分析，研究人员发现，与标准模型相比，变化的暗能量模型更符合数据。需要明确的是，没有任何单一数据集本身能够令人信服地揭示暗能量的时变性，但当所有数据集组合在一起时，信号会变得略微更强。

犹他大学（University of Utah）DESI的联合发言人凯尔·道森（Kyle Dawson）告诉Space.com：“这并不足以让我说Lambda CDM是错误的，我们实际上从未在任何真正意义上发现过该模型的偏差。”

然而，道森说，从早期分析来看，暗能量似乎正在从宇宙加速度的强大驱动因素过渡到在某种程度上逐渐减弱。

布劳特说，如果这是真的，我们就进入了未知领域。”DESI合作组使用的是Lambda CDM之后第二简单的宇宙模型，除了它能帮助宇宙学家检查与标准模型的偏差外，这个模型并无特殊之处。

布劳特说，如果未来的观测确实发现暗能量随时间演化，那么数十种其他模型也将成为可行的，宇宙学家将不得不开始逐一测试这些模型。

布劳特说：“如果不是Lambda CDM，谁知道呢？”