宇宙正在加速膨胀,而不是一成不变,这早已被科学界证实,证明这一点的三位科学家为此11年获得了诺奖。

这一时期也打破了爱因斯坦对于宇宙是静止的长期统治,对于驱动这场革命导致宇宙膨胀的暗能量,究竟是密度一成不变的宇宙常数,还是会随时间演化的动力学力量,这个问题至今悬而未决。

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2026年的深空观测正在将这一谜题推向新的高潮,科学家探索宇宙膨胀史的核心工具是Ia型超新星。

这种超新星是白矮星吸积物质达到临界质量后引发的剧烈热核爆炸,其峰值亮度惊人地一致,因此被称为标准烛光。

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在国际前沿领域,大规模巡天项目正在以前所未有的精度绘制宇宙地图。

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2026年4月16日,该项目宣布其原定的五年光谱巡天观测计划已圆满收官。

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在预定的五年任务周期内,DESI展现了超预期的观测效率,共获取了超过4700万个星系和类星体的光谱数据,远超原定3400万的目标,并额外记录了2000万颗银河系恒星的数据。

借助这些光谱数据绘制的三维宇宙地图,科学家得以精确追溯宇宙110亿年的演化历史。

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暗能量占宇宙物质能量约70%,是物理学最大的谜题之一。

基于DESI项目前三年数据的初步分析曾暗示,暗能量可能并非恒定不变,而是随宇宙时间演化这一假设。

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若这一迹象经全部五年数据的最终分析证实,将可能革新人类对宇宙构成及其终极命运的理解。

暗能量巡天项目(DES)也发布了其六年完整数据的结果。

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该合作组将弱引力透镜和星系团两大宇宙探针的数据结合分析,获得了比过去分析严格两倍以上的宇宙膨胀约束。

在Ia型超新星领域,多个大型超新星样本的整理工作也在持续推进。

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PantheonPlus样本包含了从18个巡天项目中挑选出的1701颗经过光谱证认的Ia型超新星,红移覆盖范围最低约0.0008、最高约2.26。

Union3样本在此基础上进一步扩展,包含2087颗Ia型超新星,来源于24个不同巡天项目。

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结合了DESI第二批数据、Pantheon+超新星样本以及普朗克卫星和阿塔卡马宇宙学望远镜的宇宙微波背景辐射测量等当前精度最高的观测数据。

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研究获得了一项关键发现,暗能量存在清晰的动力学演化迹象。高红移即早期宇宙的宇宙微波背景辐射数据显示暗能量处于幽灵暗能量状态,意味着状态方程参数小于负1。

而低红移即晚期宇宙的重子声波振荡和超新星数据则将其指向状态方程参数大于负1的精质暗能量区域。

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这一跨越多个模型、由不同时期观测数据驱动的演化特征,挑战了宇宙学常数的传统观点。

三种暗能量模型中,暗能量的状态方程参数随宇宙时间从早期到晚期发生了穿越负1的转变趋势,这一行为与我国科学家提出的精灵暗能量模型的预言相符。

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就在2026年4月底,一项最新研究进一步探讨了造成这一动力学暗能量暗示的源头。

研究发现DESI第二批重子声波振荡数据、普朗克宇宙微波背景辐射数据以及超新星样本特别是其低红移部分对观测到的统计张力贡献最为显著,而不同的数据组合得到的结果与标准模型的一致性也有所差异。

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在探索暗能量本质的同时,哈勃常数的测量问题也进入了新的阶段。

哈勃常数描述当前宇宙的膨胀速率,但它在标准宇宙学模型框架下存在一个棘手的矛盾。

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基于早期宇宙的宇宙微波背景辐射推断的值与基于邻近宇宙距离阶梯直接测量的值之间存在显著差异。

这种差异的显著程度已达到无法用常规系统误差解释的水平,这便是困扰学界近十年的哈勃常数危机。

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尽管某些扩展模型在特定数据组合下能略微提高哈勃常数值,但这一效应并不稳健,无法从根本上调和早期宇宙推断与邻近宇宙测量之间的巨大差异。

一种新的观测手段正在加入这场探索,东北大学研究团队提出将引力波标准汽笛、重子声学振荡和Ia型超新星三大晚期宇宙探针相结合的方法。

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引力波探测独特的优势在于它能仅凭广义相对论直接测量绝对距离,不依赖早期宇宙数据或距离阶梯校准。

研究结果显示,在动力学暗能量模型下,团队得到的哈勃常数结果与距离阶梯测量高度一致,并在约两倍标准差的置信水平上支持暗能量可能随宇宙演化而变化,首次将真实引力波数据与传统晚期观测相结合。

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在宇宙广阔的尺度上,超新星红移的测量不只关乎暗能量的性质,更直接触及宇宙界的边界。

当遥远星系因宇宙膨胀而不断远离,其发出的光线红移值不断增大,直到超过可观测的极限。

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由于宇宙正在加速膨胀,那些目前正在远离我们的星系,其退行速度将越来越快,最终导致其光线再也无法抵达地球。

这意味着可观测宇宙的视界边界正在不断向外移动,同时不断有星系从我们的视野中永久消失。

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这不仅是物理学上的信息隔绝,更是宇宙加速膨胀留给人类科研的无情事实。

面对全部暗能量光谱仪五年数据,科学家已启动对完整数据集的分析。

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随着这些新一代深空探测项目的推进、更多高精度超新星数据的积累,以及引力波等全新观测维度的加入,宇宙视界的边界谜题还将继续向前推进。

面对这片广阔的星空,人类通过深空观测数据揭示出的这幅动态图景,依然值得持续关注和期待。

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