宇宙加速膨脹是錯覺？韓國研究挑戰諾獎理論，暗能量正在衰減

在過去二十多年里，宇宙正在加速膨脹幾乎是現代天文學的共識。

1998 年，科學家通過觀測遙遠的 la 型超新星，發現其比理想預期的“標準燭光”亮度更暗，因此得出宇宙膨脹速度在增加的結論。這一發現也被認為證明了一種反重力的神秘力量——暗能量（Dark Energy）的存在，并獲得了 2011 年的諾貝爾物理學獎。

圖 | 宇宙在大爆炸之后不斷膨脹（來源：Science Spark）

然而，來自韓國延世大學（Yonsei University）的一項最新研究提出，宇宙并非加速膨脹，而是已經進入減速膨脹的階段，這一結論正在挑戰整個宇宙學的基礎假設。這項研究由天文學家李英旭（Young-Wook Lee）教授領導，結果發表于《皇家天文學會月刊》上。

（來源：arXiv）

在對數百個 Ia 型超新星的宿主星系進行分析后，團隊發現這些超新星的亮度并不像此前認為的那樣恒定。研究顯示，年輕星系中爆發的超新星普遍比年老星系中的略暗，這意味著用于測量宇宙膨脹速度的“標準燭光”其實存在系統性偏差。過去，科學家正是通過這些超新星的亮度變化來判斷宇宙膨脹速度的變化——越暗代表越遠，也意味著膨脹越快。但如果超新星本身就更暗，那么“加速膨脹”的結論就可能被高估了。

他們對這一偏差進行了修正，并重新比對了宇宙大尺度結構的其他觀測數據，包括重子聲波振蕩（Baryonic Acoustic Oscillations，簡稱 BAO）與宇宙微波背景輻射（Cosmic Microwave Background，簡稱 CMB）。結果發現，修正后的超新星數據與這些獨立觀測結果更為一致，顯示宇宙的膨脹速度并非持續上升，而是在逐漸放緩。

李英旭教授在研究中寫道：“我們的分析表明，宇宙已進入減速膨脹階段，暗能量的強度也在隨時間衰減。”暗能量是當代宇宙學最令人困惑的概念之一。據估計，它占宇宙能量總量約 70%，驅動著星系彼此遠離。其本質至今未明，只能通過觀測宇宙的膨脹速度間接推斷。傳統模型認為暗能量是一種常量，以固定強度推動宇宙膨脹。但新研究表明，它的作用可能會隨時間減弱。

這一觀點與近年來其他獨立觀測的趨勢相呼應。今年早些時候，美國“暗能量光譜儀計劃”（Dark Energy Spectroscopic Instrument，簡稱 DESI）也提出類似結論，指出宇宙的膨脹速度可能已進入轉折期。DESI 通過對數百萬個星系分布的分析發現，暗能量的影響似乎隨著時間變化，現有模型無法完全解釋觀測數據。延世大學的研究在此基礎上進一步指出，當考慮到恒星年齡因素后，原本被視為“加速”的膨脹趨勢甚至可能已經逆轉。

圖 | DESI 項目系統（來源：Lawrence Berkeley National Labora）

消息一出，在天文學界引發了不同反應。有支持者認為，這一發現為長期困擾宇宙學的“哈勃張力”問題提供了新的可能解釋。所謂“哈勃張力”，指的是不同測量方法得到的宇宙膨脹速率存在顯著差異，而系統性偏差恰可能是原因之一。英國杜倫大學的宇宙學家卡洛斯·弗倫克（Carlos Frenk）評論道，這項研究大膽而有啟發性，值得進一步驗證。但也有多位獨立天文學家指出，這項研究雖然大膽，但并非決定性結論。例如倫敦瑪麗女王大學的宇宙學家埃德·麥考利（Ed Macaulay）評價說：“這是一個有趣的信號，但還不能稱為翻盤。尚需其他觀測證實。”

這些天文學家的謹慎不無道理。因為目前來看，這項研究還存在較多的局限性。首先，它依賴于宿主星系的“平均年齡”估算，而非對每個超新星的直接測量。星系的演化受多種因素影響，包括恒星形成率、金屬豐度與塵埃含量等，這些復雜變量可能影響亮度修正的精確度。其次，研究團隊使用的超新星樣本仍然有限，覆蓋的紅移范圍不足以完全描述早期宇宙的狀態。延世大學的校正方法雖然改進了系統偏差問題，但仍基于模型推導而非觀測事實，這意味著其結論具有不確定性。

此外，這項研究的理論框架仍然建立在現有觀測模型之上。例如，暗能量被視為一種隨時間演化的方程狀態，但關于它的本質——究竟是場、粒子還是時空的屬性——仍無定論。即便暗能量確實在衰減，也無法直接說明宇宙一定會進入“反大爆炸”或“大坍縮”（Big Crunch）階段。正如英國杜倫大學的卡洛斯·弗倫克（Carlos Frenk）所言：“它提出了一個值得思考的方向，但這并不意味著我們要立即推翻二十多年來的宇宙學框架。”

在進一步的研究中，觀測數據將成為關鍵驗證。延世大學團隊計劃依托智利的維拉·魯賓天文臺（Vera C. Rubin Observatory），利用其強大的巡天能力，在未來五年內觀測超過兩萬顆新的超新星宿主星系。這將有助于更精確地測定恒星年齡，從而驗證當前修正模型的可靠性。同時，歐洲空間局的“歐幾里得”任務（Euclid）與美國的“羅曼太空望遠鏡”（Nancy Grace Roman Space Telescope）也將提供高精度的宇宙膨脹測量，為暗能量演化提供獨立的數據支持。

1.https://doi.org/10.48550/arXiv.2510.13121

2.https://www.theguardian.com/science/2025/nov/06/universe-expansion-slowing-not-accelerating-nobel-prize?

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