宇宙可能正在减速，而不是加速，科学家们震惊了世界
研究人员使用类似于 SN 1994d 的 Ia 型超新星（如上图 NGC 4526 所示）来帮助确定宇宙的膨胀实际上可能已经开始减速。图片来源：NASA/ESA
（蜘蛛网eeook.com）据今日科学新闻：近三十年来，我们宇宙的故事一直以一个惊人的转折来讲述：宇宙非但没有减慢速度，反而膨胀得越来越快。这是一个启示，颠覆了我们自以为知道的一切。1998 年，通过研究遥远的超新星，天文学家发现星系正在以越来越快的速度彼此远离——这一观察结果引发了暗能量的想法，暗能量是一种神秘的、看不见的力量驱动这种加速。这一发现获得了 2011 年诺贝尔物理学奖，并重塑了宇宙学。
但现在，发表在《皇家天文学会月刊》上的一项新的、非凡的研究动摇了这一基础。研究结果表明，宇宙的膨胀可能已经开始放缓，而不是继续无休止地加速。如果得到证实，这可能是自发现暗能量本身以来我们对宇宙理解最深刻的转变之一。
停止宇宙的研究——字面意思
这项研究由韩国延世大学的 Young-Wook Lee 教授领导，挑战了现代宇宙学的核心原则。他的团队的分析表明，宇宙不再处于加速阶段——事实上，它可能正在减速。李教授解释说：“我们的研究表明，宇宙在当前时代已经进入了加速膨胀的阶段。“如果这些结果得到证实，这将标志着自 27 年前发现暗能量以来宇宙学的重大范式转变。”
这项新研究不仅在标准宇宙学模型的边缘进行修补，还对暗能量的本质提出了质疑，暗能量被认为占现存一切事物的近 70% 的神秘力量。
建立在光之上的宇宙：超新星的联系
理解宇宙膨胀的关键在于宇宙中一些最壮观的爆炸——Ia 型超新星。这些恒星爆炸发生在双星系统中的白矮星坍缩和爆炸时，长期以来一直被用作“标准蜡烛”。它们一致的亮度使天文学家能够测量广阔的宇宙距离。
在 1990 年代，当天文学家观察到遥远的 Ia 型超新星看起来比预期的要暗时，他们得出结论，宇宙的膨胀正在加速。这是一个改变一切的发现。
然而，延世团队的工作表明，这些超新星并不像曾经认为的那样标准。事实证明，它们的亮度取决于产生它们的恒星的年龄。从年轻恒星产生的超新星稍微暗一些，而来自老恒星的超新星则更亮——即使经过标准校准也是如此。
当星星讲述不同的故事时
通过分析来自 300 多个宿主星系的数据，李教授的团队发现了压倒性的证据（置信度为 99.999%），表明这种恒星年龄效应显着扭曲了遥远超新星的表观亮度。换句话说，曾经完全归因于宇宙加速的变暗可能部分是由于星系本身的恒星演化。
年龄偏差校正之前（顶部）和之后（底部）的哈勃残差图。对暗能量巡天项目的超新星数据进行了校正。校正后，该数据集不再支持具有宇宙常数的 ΛCDM 模型（红线），而是更紧密地拟合时变暗能量模型，该模型仅使用重子声振荡和宇宙微波背景数据（蓝线）进行组合分析。图片来源：英国皇家天文学会月刊（2025 年）。DOI：10.1093/mnras/staf1685
一旦这种偏差得到纠正，就发生了一些非同寻常的事情：数据不再支持称为 ΛCDM（Lambda 冷暗物质）的标准宇宙学模型，该模型假设暗能量的恒定形式。相反，校正后的数据与暗能谱仪器 （DESI） 项目的结果以及重子声振荡 （BAO） 的测量结果更加一致——星系分布中的微弱涟漪，通常被描述为大爆炸的“声波”。
校正后的超新星数据和 BAO/CMB（宇宙微波背景）结果都指向了一种新的可能性：暗能量不是恒定的。随着时间的推移，它会演变，甚至可能减弱。
失去推动力的宇宙
这一发现颠覆了普遍的宇宙叙事。宇宙可能已经在减速，而不是永远加速。超新星、BAO 和 CMB 分析的综合数据都表明，当今宇宙的膨胀正在减速——这一发现与数十年的共识形成鲜明对比。
李教授解释说，之前基于未经校正的超新星数据的 DESI 分析得出的结论是，宇宙仍在加速，但在遥远的将来会开始减慢。然而，延世团队的更正分析描绘了一幅不同的图景：向减速的过渡已经开始。
这种微妙而深刻的转变表明，暗能量比之前想象的要动态得多，甚至可能随着宇宙的老化而消退。
哈勃张力和暗能量之谜
这一发现还可能有助于解决现代宇宙学最令人烦恼的问题之一——哈勃张力。这是指从附近星系得出的宇宙当前膨胀率（哈勃常数）的测量值与 CMB 的早期宇宙观测值之间存在持续差异。
如果暗能量随着时间的推移而变化，正如新研究表明的那样，它可以解释为什么宇宙的不同纪元会产生不同的哈勃常数值。随着时间的推移，暗能量模型将弥合早期宇宙和现代之间的差距，为相互矛盾的测量带来长期寻求的和谐。
这是一个诱人的想法——曾经分裂宇宙学的奥秘现在可能是再次统一宇宙学的关键。
明天的工具：Vera C. Rubin 天文台
为了进一步测试他们的发现，延世团队正在进行他们所谓的“无演化测试”，仅使用来自年轻的、同时期的宿主星系（大约在同一时间出生的恒星）的超新星，以消除恒星年龄的混杂影响。早期结果已经支持了他们关于宇宙放缓的主要结论。
但真正的游戏规则改变者可能来自坐落在智利安第斯山脉高处的维拉·鲁宾天文台。该天文台配备了世界上最强大的数码相机，旨在每隔几个晚上巡视整个南方天空，每年发现数以万计的新超新星。在未来五年内，天文学家预计将获得关于这些爆炸恒星的年龄和特性的前所未有的数据——这些数据可能会一劳永逸地证实或推翻延世团队的大胆主张。
“鲁宾天文台将彻底改变超新星宇宙学，”该研究的共同主要作者 Chul Chung 教授说。“通过精确的年龄测量，我们将能够对宇宙膨胀和暗能量的真实本质进行更强大的测试。”
改写宇宙时间线
近三十年来，暗能量的故事一直是一个无休止的加速。根据标准模型，在大爆炸发生后大约 90 亿年，宇宙在引力下长时间放缓后再次开始加速膨胀。这种无形的能量占宇宙的 70%，似乎充当了一种宇宙反重力，将星系推开。
但是，如果暗能量不是恒定的——如果它随着时间的推移而消失——那么故事就会发生巨大的变化。宇宙可能已经达到膨胀速度的峰值并开始放缓。这并不意味着星系正在重新坍缩在一起，但它确实表明宇宙加速可能是暂时的，而不是永恒的。
这是一个令人叹为观止的想法：宇宙可能不会永远飞驰到寒冷的黑暗中，而是可能开始漫长而优雅的减速——这是亿万年膨胀后宇宙的第一次叹息。
加速后会发生什么？
如果暗能量随着时间的推移而减弱，就会出现多种情况。一种可能性是宇宙将继续膨胀，但速度越来越慢，最终接近稳定状态。另一个更具推测性的结果是，引力有一天可能会重新占据上风，逐渐将星系拉近——这个未来与曾经想象的“大冰冻”大不相同。
无论哪种方式，这一发现都重新唤醒了人们对我们宇宙命运的深刻好奇。宇宙不是一台静态的机器，而是一个活生生的、不断进化的实体，它的膨胀是由我们才刚刚开始理解的力量塑造的。
谜团加深
尽管有它的名字，暗能量仍然是科学中最神秘的现象之一。我们无法直接看到它、触摸它或测量它。它的存在只能从它影响星系和宇宙网的方式来推断。对于构成宇宙大部分的东西来说，它仍然是一个完全的谜。
去年，亚利桑那州 DESI 项目的早期结果暗示暗能量可能随着时间的推移而发生变化。延世的研究现在加强了这一说法，提供了独立的证据，证明暗能量毕竟可能不是一个固定的宇宙常数。
这就是科学的发展方式——不是通过最终答案，而是通过挑战我们最珍视的假设的勇敢问题。
星星背后的人类故事
在某些方面，这不仅仅是一项科学发现，而是一个哲学发现。宇宙可能正在减慢的想法提醒我们，万物，甚至宇宙本身，都有一个节奏：开始、加速、减慢和转变。
几个世纪以来，人类一直在天空中寻找意义，寻找恒星的永恒性。然而，物理学不断揭示，变化是唯一不变的。支配垂死之星闪烁的同一原则也可能支配所有存在的命运。
宇宙学的新篇章
如果这些发现得到证实，其影响将是巨大的。现代宇宙学的基础——暗能量、ΛCDM 模型以及我们对宇宙命运的理解——都需要改写。它可能会开创一个物理学的新时代，在这个时代，暗能量不再是一个神秘的常数，而是一个编织在时空本身结构中的动态、不断发展的场。
或许，最终，宇宙的缓慢膨胀并不是动力的丧失，而是神秘感的加深——提醒我们，我们仍处于理解存在宏大故事的最早篇章。
宇宙，停下来喘口气
那么，宇宙是否开始放慢速度了呢？ 或。 或者也许它揭示了其复杂性的新层次，一种太广阔的节奏，我们现在还无法完全听到。可以肯定的是，宇宙再次让我们感到惊讶。
也许，在这种放缓中——如果它是真实的——我们可以瞥见一些深刻的人性。毕竟，宇宙与我们并不分离。它的故事是我们的故事。我们提出的每一个问题，我们揭开的每一个谜团，都反映了我们自己无尽的好奇心，我们自己对理解无限的渴望。
在星系之间的寂静中，宇宙可能确实在停顿——刚好够我们倾听。
更多信息：Junhyuk Son 等人，超新星宇宙学中的强祖先年龄偏差。II. 与 DESI BAO 的一致性和非加速宇宙的迹象，皇家天文学会月刊（2025 年）。DOI：10.1093/mnras/staf1685
