2025年11月6日《皇家天文學(xué)月刊》發(fā)表一項(xiàng)研究：

如今的宇宙似乎已經(jīng)進(jìn)入減速膨脹的階段，而非加速。

宇宙加速膨脹這個(gè)發(fā)現(xiàn)可是獲得諾貝爾獎(jiǎng)的發(fā)現(xiàn)。

所以這項(xiàng)研究是在挑戰(zhàn)諾獎(jiǎng)級(jí)的發(fā)現(xiàn)嗎？

今天我們就來看看這項(xiàng)研究到底是怎么一回事。

要了解這項(xiàng)研究，我們先要搞清楚宇宙加速膨脹這個(gè)說法是如何來的。

從1929年哈勃發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹開始，天文學(xué)家一直有一個(gè)疑問：宇宙的膨脹到底是以怎樣的趨勢(shì)在發(fā)展？

它是會(huì)一直勻速的膨脹下去？還是會(huì)慢慢減速？

當(dāng)時(shí)天文學(xué)家的理解是：在引力的作用下宇宙的膨脹應(yīng)該會(huì)慢慢的減速。

是不是這樣？

1998年的時(shí)候，曾有兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)公布了他們的研究。

超新星宇宙學(xué)項(xiàng)目和高紅移超新星搜索團(tuán)隊(duì)。

雖然這是兩個(gè)獨(dú)立的研究團(tuán)隊(duì)，但他們都是借助同一類天體來探索宇宙膨脹

一種非常明亮的超新星--Ia型超新星。

Ia型超新星是白矮星的爆炸。

白矮星就是像太陽這樣大小的恒星，生命末年散去外殼后所留下的一個(gè)致密內(nèi)核，大小差不多就是地球大小。

這種恒星也被稱為簡(jiǎn)并恒星。

因?yàn)檫@時(shí)支撐它們不在自身重力下坍縮的力，不是正常恒星內(nèi)核熱輻射的輻射壓力，而是簡(jiǎn)并力，像電子簡(jiǎn)并力、中子簡(jiǎn)并力。

支撐白矮星這時(shí)候的力是電子簡(jiǎn)并力。

但這個(gè)力不能一直支撐白矮星太久，在達(dá)到一定的極限后它會(huì)被打破，在自身1.4倍太陽質(zhì)量的時(shí)候會(huì)被打破，這個(gè)極限我們稱為錢德拉塞卡極限。

超過極限后白矮星會(huì)再次坍縮，這就有可能再次啟動(dòng)熱核反應(yīng)，啟動(dòng)后劇烈的能量會(huì)讓白矮星失控從而發(fā)生爆炸，形成所謂的Ia型超新星。

從這個(gè)機(jī)制我們可以看到，Ia型超新星的爆炸幾乎都是在錢德拉塞卡極限的時(shí)候發(fā)生，如此固定的模式，使得Ia型超新星爆炸時(shí)的亮度幾乎沒有差別，加上爆炸時(shí)它的亮度異常明亮，

所以這兩個(gè)特點(diǎn)，讓它成為了天文學(xué)家測(cè)量遙遠(yuǎn)空間距離的標(biāo)注燭光。

在沒發(fā)現(xiàn)Ia型超新星之前，我們只能測(cè)量距離很近的鄰近空間，這樣的探測(cè)很難讓天文學(xué)家了解到宇宙的演化歷程。

但有了Ia型超新星之后，就不同了，我們可以回溯非常久遠(yuǎn)的宇宙歷史。

因?yàn)榫嚯x越遠(yuǎn)，回溯的時(shí)間就越久遠(yuǎn)。

這樣就可以探測(cè)宇宙不同時(shí)期的膨脹，從而了解它的膨脹到底是如何變化的。

那么從1994年開始呢，這兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)就開始搜尋Ia型超新星的蹤跡，尤其是那種高紅移的超新星，因?yàn)楦呒t移對(duì)應(yīng)著遙遠(yuǎn)的距離。

借助這些超新星，他們希望探測(cè)的其實(shí)是宇宙膨脹減慢的跡象，因?yàn)橹拔覀冊(cè)f，那時(shí)天文學(xué)家認(rèn)為在引力作用下，宇宙膨脹應(yīng)該減速。

但隨著他們觀測(cè)到越來越多的超新星后，他們相繼都發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪而令人驚訝的現(xiàn)象：相比于鄰近空間的超新星，那些具有高紅移的超新星的光度明顯低于預(yù)期亮度。

換句話說，我們理論計(jì)算出的距離可能近了，它們亮度暗預(yù)示它們的實(shí)際距離比理論更遠(yuǎn)。

這是減速宇宙與恒定膨脹宇宙無法解釋的，只有加上加速的膨脹速率時(shí)才能和觀測(cè)相匹配。

因此暗示出，宇宙的膨脹似乎是在加速，而非減速。

宇宙加速大概是從大爆炸之后70-90億年時(shí)開始。

2011年這兩個(gè)項(xiàng)目的三位天文學(xué)家因此發(fā)現(xiàn)獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

那么如今的這項(xiàng)研究是怎么回事呢？

前面我們提到，加速膨脹的觀點(diǎn)是由觀測(cè)Ia型超新星而發(fā)現(xiàn)，而Ia型超新星之所以會(huì)成為天文學(xué)家測(cè)量距離的標(biāo)準(zhǔn)燭光，是因?yàn)樗鼈儙缀醪蛔兊墓逃辛炼取?/p>

但這次的研究，研究人員在重新審視了Ia型超新星的亮度后認(rèn)為：之前觀測(cè)到的Ia型超新星亮度變化，并不一定是來自宇宙膨脹的效應(yīng)，也有可能是來自恒星自身的原因。

簡(jiǎn)單理解就是，之前觀測(cè)到的超新星比預(yù)期要暗，這可能是超新星自身的亮度本來就很暗。

因?yàn)檫@次他們發(fā)現(xiàn)：Ia型超新星的亮度其實(shí)也有差別，它的亮度實(shí)際上會(huì)受到前身星年齡的影響。

他們?cè)诜治隽?00多個(gè)樣本星系后發(fā)現(xiàn)來自年老恒星族群的超新星，它們的亮度一般會(huì)更亮；而年輕族群的超新星的亮度則會(huì)顯得很暗。

那么，距離我們?cè)竭h(yuǎn)的星系、越遠(yuǎn)的超新星，它們實(shí)際上就是年輕的族群，因?yàn)槲覀兓厮莸氖怯钪娴倪^去。

所以它們的亮度比預(yù)期暗，這不一定是來自紅移距離的影響，也有可能是前身星的原因。

在考慮這個(gè)因素后，研究人員重新做了修正發(fā)現(xiàn)：宇宙膨脹的速率不再是之前認(rèn)為的加速模式，而是在很早之前就已經(jīng)進(jìn)入了減速階段。

對(duì)于這一發(fā)現(xiàn)，當(dāng)然質(zhì)疑的人也是很多的，畢竟這可是顛覆之前的認(rèn)知。

其中呢，就有高紅移團(tuán)隊(duì)的亞當(dāng)里斯，他提出的質(zhì)疑觀點(diǎn)是，遙遠(yuǎn)Ia型超新星的年齡這其實(shí)是一個(gè)很難測(cè)量的數(shù)據(jù)，在沒有得到真實(shí)的數(shù)據(jù)之前就去討論年齡對(duì)超新星的影響，這本身就會(huì)造成很低的可靠性。

總之呢，這項(xiàng)研究一發(fā)表，它確實(shí)造成了不小的反響