宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型“大爆炸”或被推翻，取而代之的是“大撕裂”

如果要給當(dāng)今宇宙學(xué)找一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)答案”，那無疑是ΛCDM模型。

幾十年來，它幾乎就是一本教科書的代名詞：Λ，宇宙學(xué)常數(shù)，用來解釋暗能量；CDM，冷暗物質(zhì)，用來解釋看不見的質(zhì)量和引力。模型簡潔優(yōu)雅，算出來的結(jié)果能和大量觀測(cè)對(duì)得上。

但這棟看似穩(wěn)固的大廈，正在出現(xiàn)裂縫。

問題不在于它完全錯(cuò)誤，而在于它遮掩太多。它告訴你暗能量是一個(gè)常數(shù)，卻完全沒有回答這個(gè)常數(shù)是什么，來自哪里。

它設(shè)定暗物質(zhì)存在，卻一直拿不出“現(xiàn)貨”，只能列出一大堆候選，比如WIMPs、軸子、黑洞碎片，卻沒有任何被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。換句話說，ΛCDM像是個(gè)會(huì)計(jì)師，賬面數(shù)字干凈漂亮，但真正的錢放在哪里，沒人知道。

這其實(shí)并不罕見，科學(xué)的演化史就是這樣：開普勒寫下了行星運(yùn)動(dòng)三大定律，卻完全不明白行星為什么會(huì)按那個(gè)軌道跑；牛頓發(fā)明了萬有引力，卻對(duì)引力本質(zhì)一無所知，只能把它當(dāng)成“遠(yuǎn)程作用”。

科學(xué)總是先找個(gè)模型把現(xiàn)象算出來，再等數(shù)據(jù)積累，慢慢把模型掰開、修補(bǔ)，最后推翻。

現(xiàn)在，ΛCDM遇到的就是這個(gè)時(shí)刻。

詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）和一系列新實(shí)驗(yàn)，給了我們前所未有的高精度數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，宇宙的“暗區(qū)”比我們想象的復(fù)雜得多。ΛCDM不過是個(gè)簡化的賬本，它把復(fù)雜性都藏在了背后，就像開普勒定律只能描述兩體運(yùn)動(dòng)，而真正在星系尺度上起作用的，是混亂的多體引力系統(tǒng)。

最刺眼的矛盾，是“哈勃常數(shù)張力”。

哈勃常數(shù)是宇宙學(xué)的核心參數(shù)，描述當(dāng)下宇宙的膨脹速度。早期的數(shù)據(jù)來自宇宙微波背景（CMB），那是大爆炸留下的余輝；晚期的數(shù)據(jù)則依靠Ia型超新星和紅巨星頂點(diǎn)（TRGB）等“標(biāo)準(zhǔn)燭光”。

理論上，兩個(gè)方法應(yīng)該得到同樣的結(jié)果，但現(xiàn)實(shí)是，它們的差距越來越大。

更糟糕的是，這些測(cè)量方法相互獨(dú)立，誤差不能互相抵消。你不能再說“是不是儀器出了問題”，因?yàn)椴煌瑑x器、不同方法、不同團(tuán)隊(duì)，得到的結(jié)果都一致地“不一致”。

這就意味著，不是測(cè)量錯(cuò)了，而是模型本身有問題。要么哈勃常數(shù)并不是“常數(shù)”，在宇宙不同區(qū)域或不同時(shí)間段數(shù)值不同；要么暗能量根本不是恒定的。

而這時(shí)，DESI（暗能量光譜儀）的結(jié)果讓爭議徹底爆炸。

DESI是迄今為止規(guī)模最大的暗能量觀測(cè)計(jì)劃，它同時(shí)觀測(cè)Ia型超新星和重子聲波振蕩（BAO）。結(jié)果很直接：ΛCDM成立的概率不到0.3%。科學(xué)上這已經(jīng)接近“可以宣判”的級(jí)別。更刺激的是，數(shù)據(jù)甚至暗示暗能量不是一條直線，而是有起伏、有波動(dòng)的歷史。

大約在50億年前，它可能經(jīng)歷過一次“幽靈態(tài)”，即宇宙的壓強(qiáng)大于能量密度（w<-1）。如果這種趨勢(shì)延續(xù)下去，就會(huì)走向“大撕裂”：星系被撕開、恒星被撕開、行星被撕開，最終連原子核都無法幸免。

當(dāng)然，是否真有“大撕裂”，還需要更多驗(yàn)證。但至少可以確定，暗能量不是ΛCDM假設(shè)的那種一成不變的常數(shù)。它更像是一股動(dòng)態(tài)的力量，在宇宙歷史中曾經(jīng)起伏不定，甚至可能在80億年前就出現(xiàn)過劇烈波動(dòng)。這遠(yuǎn)比“Λ常數(shù)”要復(fù)雜，也讓我們重新面對(duì)一個(gè)尷尬的問題：我們對(duì)宇宙的理解，可能還停留在皮毛。

更吊詭的是，就算我們接受暗能量是動(dòng)態(tài)的，它依然解決不了哈勃常數(shù)張力。甚至在某些情況下，它會(huì)讓張力變得更嚴(yán)重。換句話說，我們?cè)噲D用新補(bǔ)丁去彌補(bǔ)舊漏洞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)漏洞更多了。

二十年前，誰也不敢打包票暗能量研究會(huì)有成果。

如今，DESI不到1億美元的投入，已經(jīng)撼動(dòng)了整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型。相比之下，大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)花了500億美元，卻沒找到任何超越標(biāo)準(zhǔn)模型的新粒子。

再看看韋伯望遠(yuǎn)鏡，花了100億美元，但它的數(shù)據(jù)注定會(huì)影響未來幾十年的宇宙學(xué)。可以說，這是科研賭博中少有的“贏麻了”的局面。

那么未來會(huì)怎樣？可能我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，宇宙里存在不止一種暗能量，甚至有不同種類的暗物質(zhì)。也可能廣義相對(duì)論本身需要修改。也可能宇宙的歷史并不是單調(diào)的一條直線，而更像地球的地質(zhì)史，經(jīng)歷過不同的“宇宙年代”，每個(gè)年代的規(guī)律都不一樣。

這意味著宇宙學(xué)未來的故事，將不會(huì)是“一個(gè)方程解釋一切”的簡單模式，而是復(fù)雜、曲折，充滿意外。

在這種背景下，ΛCDM的確還沒有徹底死掉，但它不再是那個(gè)高高在上的“唯一答案”。它更像一個(gè)過渡性的模型，一個(gè)臨時(shí)框架。真正的宇宙圖景，正在新數(shù)據(jù)中慢慢顯露出來。

就像開普勒的定律終將被牛頓取代，牛頓也終將被愛因斯坦修正，ΛCDM最終也會(huì)讓位于新的理論。而今天，我們正站在這樣一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。

所以，與其說ΛCDM在崩塌，不如說科學(xué)正在升級(jí)。宇宙遠(yuǎn)比我們想象的遼闊和復(fù)雜，而我們剛剛走出第一步。

參考文獻(xiàn)：
Leauthaud, Alexie, and Adam Riess. “Looking beyond lambda.” Nature Astronomy 9.8 (2025): 1123–1128.