不，天文學家並沒有斷定暗能量不存在

本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點

本週，許多媒體釋出了諸如“宇宙正在加速膨脹，還是並非如此？”和“宇宙正在膨脹，但並非以加速的速度膨脹，新研究推翻諾貝爾獎理論”之類的標題。這種興奮是由於 Nielsen、Guffanti 和 Sarkar 剛剛在《自然》雜誌的科學報告上發表了一篇題為“來自 Ia 型超新星的宇宙加速的邊緣證據”的論文。

然而，一旦你閱讀了這篇文章，可以肯定地說，沒有必要修改我們目前對宇宙的理解。這篇論文所做的只是稍微降低了我們對已知事物的確定性——而且僅僅是透過拋棄我們理解所基於的大部分宇宙學資料。它也忽略了它確實考慮的資料中的重要細節。即使你撇開這些問題不談，標題也是錯誤的。該研究得出的結論是，我們現在只有 99.7% 的把握確定宇宙正在加速，這與“它沒有加速”幾乎完全不同。

宇宙正在加速膨脹的最初發現是由兩組天文學家在 1998 年使用 Ia 型超新星作為宇宙測量工具做出的。超新星——爆炸的恆星——是整個宇宙中最強大的爆炸之一，大致相當於萬億億億顆原子彈同時爆炸。Ia 型超新星是一種特殊的超新星，與其他超新星不同，它們每次爆炸都具有幾乎相同的光度，這可能是由於臨界質量限制。這種相似性意味著它們觀測到的亮度差異幾乎完全基於它們距離我們有多遠。這使得它們成為測量宇宙距離的理想選擇。此外，這些天體相對常見，而且它們非常明亮，以至於我們可以看到數十億光年之外的它們。這向我們展示了數十億年前宇宙的樣子，我們可以將其與今天的樣子進行比較。

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這些超新星通常因其一致性而被稱​​為“標準燭光”，但更準確地說，它們是“可標準化的燭光”，因為在實踐中，透過觀察爆炸展開所需的時間以及超新星的顏色如何被它們與我們之間的塵埃變紅，可以進一步提高它們的精度和準確性。找到一種穩健地進行這些校正的方法是導致發現宇宙加速的原因。

最近引起頭條新聞的論文使用了社群（包括我們）收集的 Ia 型超新星目錄，該目錄之前已被多次分析。但作者使用了不同的方法來實施校正——我們認為這削弱了他們結果的準確性。他們假設用於測量膨脹歷史的每個樣本的超新星的平均屬性是相同的，即使它們已被證明是不同的，並且過去的分析已經考慮了這些差異。然而，即使忽略這些差異，作者仍然發現宇宙加速的可能性約為 99.7%——與標題暗示的非常不同。

此外，天文學家們對宇宙現在比數十億年前膨脹得更快這一觀點的壓倒性信心，不僅僅基於超新星的測量。這些還包括大爆炸後遺留熱量模式中的微小波動（即宇宙微波背景輻射）以及這些波動在今天星系在我們周圍分佈中的印記（稱為重子聲波振盪）。目前的研究也忽略了宇宙中存在大量物質，自 1970 年代以來，這一點已被多次且多種方式證實，進一步降低了研究的置信度。這些其他資料表明宇宙正在加速，與超新星無關。如果我們將其他觀測資料與超新星資料結合起來，我們的確定性將從 99.99% 提高到 99.99999%。這非常確定！

我們現在知道，暗能量是我們認為導致宇宙加速膨脹的原因，佔宇宙的 70%，其餘部分由物質構成。暗能量的本質仍然是天體物理學中最大的謎團之一。但是，自從十年前確定這一圖景以來，關於暗能量是否存在以及宇宙是否正在加速，一直沒有積極的爭論。

現在有許多新的大型巡天專案，無論是在地面還是在太空，未來二十年的首要任務都是弄清楚這種暗能量到底可能是什麼。目前，我們必須繼續改進我們的測量並質疑我們的假設。雖然這篇最近的論文並沒有反駁任何理論，但它仍然對每個人都有好處，可以暫停片刻，記住我們正在提出的問題有多麼重大，我們是如何得出迄今為止的結論的，以及我們需要多麼認真地測試我們理解的每個構建模組。