研究表明，暗能量可能根本不存在

ADDJ2017

一项新的研究表明，暗能量可能根本不是真实的。但其他科学家发现了这种大胆主张的重大缺陷。


图注：星系团Abell1689在引力透镜现象中以它扭曲光而著称。对这个星团的研究揭示了暗能量如何塑造宇宙的秘密。暗能量是一种神秘而假设的能量形式，用来解释我们宇宙的加速膨胀。科学家提供暗能量及其对宇宙影响的证据的一种方式来自测量Ia超新星（SN Ia）型的红移。
换句话说，通过测量这些超新星发出的光在远离我们时的变化，科学家可以显示它们有多远，因此宇宙是如何随时间膨胀的。这个证据取决于一个假设，即超新星亮度或亮度不会随着红移而演变，也不会随着宇宙时间而变化。


宇宙模型
如果暗能量是真实的，正如许多科学家所期望的那样，宇宙将继续膨胀得越来越快。但是，如果暗能量最终不存在，宇宙的膨胀最终将减缓，宇宙甚至可能开始萎缩。大胆的声明
韩国首尔延世大学的研究人员与里昂大学和韩国空间科学研究所的合作者一起，在一项新研究中，发表在印刷前服务器arXiv上，并接受《天体物理学杂志》的出版。他们发现了暗能量可能根本不存在的证明，他们研究了30种Ia超新星一小样本，并声称已经证明了超新星亮度演化的假设。


Ia超新星
“引用卡尔·萨根的话，非同寻常的主张需要非凡的证据，但我不确定我们有如此非凡的暗能量证据。”领导这项研究的延世大学教授李英宇（Young-Wook Lee）在一份声明中说，“我们的研究结果表明，SN宇宙学的暗能量，导致2011年诺贝尔物理学奖，可能是一个脆弱和错误假设的产物。”
"以目前获得数据值看，我们的结果表明，暗能量的证据有100%会消失。这一点将由未来的观察证实，"李和合著者康义军在一封电子邮件中告诉我们。
为了得出这样一个大胆的结论，研究人员观察了附近星系中承载这些超新星的恒星的光谱——当物质与电磁辐射相互作用或发出电磁辐射时可以产生的颜色带。研究来自这些星系的光有助于他们确定这些星系中恒星的年龄。


研究小组发现，这些超新星的光度与这些星系中恒星的年龄之间存在显著的相关性。他们发现，年轻星系中的超新星比老星系的超新星更微弱，这将推翻超新星光度不会在宇宙时间进化的假设。因此，因为他们发现了暗能量的主要证据之一的故障，他们得出结论，暗能量可能根本不存在。模糊科学
以这项研究的数据值来看，如果研究人员的工作是正确的，它似乎可能会给我们对暗能量的理解带来巨大的痛苦。然而，在与巴尔的摩约翰霍普金斯大学物理学和天文学教授亚当·里斯（Adam Riess）交谈时，仔细观察了这项研究，很明显，这项研究可能不会使暗能量的存在失去信誉。
"我认为李的研究是有缺陷的，"里斯说。他补充说，李的研究小组的发现"与超新星样本的样本不符"。
里斯指出了与研究人员公布的数据有些不一致的地方。例如，一个图（下图）绘制了星系的亮度在y轴上，其恒星群在x轴上的年龄。绿线（由里斯添加）显示了我们宇宙的开始。因此，这个图绘制的星系比我们宇宙的年龄要大。
"一些模型高估了旧星系的年龄，"李和康说。


图注：这个数字来自李的研究与从里斯的其他标记。这些标记指向了李的研究中的一些潜在缺陷。
此外，虽然该研究已经使用了一小样本的星系，但你可以看到同一数字中的点（上图）；空点是星系，不包括在整体结论中。因此，正如里斯指出的，在这项研究中，有些事情似乎有些奇怪。
里斯进一步解释了其他研究收集的数据，这些研究使用了更大的样本，而且似乎已经深入研究了这个问题，这与李和康的研究小组所发现的数据形成了鲜明的对比。里斯指出，由天体物理学家本杰明·罗斯领导的研究"思考全局，行动局部：环境年龄和宿主质量对Ia型超新星光曲线的影响"。在该研究（下图）中，里斯添加了一个红色圆圈，其中李和康的图点会下降，在罗斯的研究中，这一点显然不存在。


图注：本杰明·罗斯（Benjamin Rose）领导的一项研究对这个数字进行的额外分析，强调了Lee研究中存在的数据点（红色），但不包括样本量较大的其他研究（如罗斯的研究）。
像这样研究的"瑕疵"可能会让人感到困惑，但重要的是，正如李所指出的，非同寻常的主张可以提供非凡的证据。
李的团队承认，他们的说法需要进一步的观察来证明，但似乎，如里斯描述，他们的结论有一些缺陷。
替代解释
除了这个结论中可能存在的错误之外，超新星的光度和变化距离并不是暗能量的唯一证据。
虽然李的研究小组断言，这些超新星的红移是暗能量的最有力证据（暗能量的其他证据是有缺陷的），但并不是唯一的证据。另外两个主要证据来源是宇宙微波背景（CMB）和重子声波振荡（BAO）。


宇宙微波背景（CMB）
科学家认为，一个没有暗能量的宇宙将有很多结构，这将改变CMB光子的行为方式。然而，对CMB的观测与关于CMB在暗能量宇宙中会是什么样子的预测一致。重子声波振荡（BAO）的观测也符合目前对宇宙与暗能量外观的理解。