👩🏼‍🎨 🕙 😍 问伊桑83号：如果暗能量不是真实的怎么办？ 👩🏿‍🚒 🍘 👩🏿‍🍳

如果我们的“标准蜡烛”不是很标准，会有暗能量吗？

一些：“世界将在火中终结！”
-“不，它将摧毁冰块！”
如果我知道激情，
我宁愿在火中燃烧。
但是，如果死亡等待两次，
我可以理解，世界是多么脆弱，
知道冰恨：
打破世界
，冰就会倒下。
-罗伯特·弗罗斯特

有时，科学中会出现惊人的发现，这些发现会永远改变我们对宇宙的理解。在1990年代后期，对遥远超新星的观测清楚地表明，宇宙不仅在膨胀，而且遥远的星系增加了逃离我们的速度。这项获得诺贝尔奖的发现告诉了我们宇宙的命运。但是，在您本周提出的问题中，有一个来自Juan Carlos的问题，他提到了一项新研究并提出了一个问题：

我在这里阅读了有关Eurekalert的文章，并认为您也需要阅读它。我等不及您对她的评论了。

这篇文章是写在亚利桑那大学的新闻稿上的-几年前，我在那里有一个博士后。它说如下：

大学团队发现，通常用于测量宇宙中距离的超新星类型被分为以前未知的类别。

这可能是一个非常严重的因素，会影响我们对宇宙及其命运的理解。让我们回到100年前，我们必须学习的课程，然后再回到今天，看看为什么。

1923年，埃德温·哈勃（Edwin Hubble）检查了天空中朦胧，昏暗的“螺旋星云”，研究了其中出现的超新星，并试图将这些天体的本质添加到我们所掌握的知识中。一些人认为它们是银河系中恒星的胚胎，另一些人则认为它们是“岛宇宙”，离我们的银河系有数百万光年，由数十亿颗恒星组成。

那年10月6日，他观看了仙女座大星云，看到一颗新恒星爆炸，然后是第二颗，然后是第三颗。然后发生了前所未有的事情：第四个新出现完全代替了第一个。

新星的爆炸有时会反复发生，但是为此，它们通常需要数百年甚至数千年的时间，因为这种情况发生在燃料堆积在坍塌的恒星表面上而足以点燃时。在我们发现的所有新恒星中，即使最快的恒星重燃也需要很多年。更新几个小时的想法是荒谬的。

但是，我们知道有一个物体可能在几小时内从明亮变为暗淡，然后又变回来：一颗恒星！（因此，他删除了字母“ N”，表示一个新字母，并写了“ VAR”-一个变量）。

亨利埃塔·斯旺·莱维特（Henrietta Swan Leavitt）令人难以置信的工作告诉我们，宇宙中的某些恒星-造父变星，脉动可变星-在一定时期内从明亮变为暗淡，而这一时期与它们的真实亮度密不可分。这很重要，因为如果您测量周期（这很容易做到），您将知道恒星的真实亮度。而且由于您可以轻松地测量可见亮度，因此数百年来就知道亮度与范围的比率，因此您将立即识别到物体的距离！

哈勃利用这些有关可变恒星的信息以及我们可以在这些旋涡状星云（今天称为星系）中找到它们的事实来测量它们距我们的距离。他将已知的红移与距离进行了比较，得出了哈勃定律和宇宙的膨胀率。

酷吧？但是，不幸的是，我们经常以过于乐观的眼光提出这一发现：哈勃关于宇宙膨胀速度的结论是错误的！

问题在于，哈勃在这些星系中测量的造父变星变量与亨利埃塔·莱维特测得的造父变星不同。原来，造父变星分为两类，哈勃不知道。尽管哈勃定律起作用，但他对距离的最初估计太小，因此他对宇宙膨胀速度的假设也太大了。随着时间的推移，我们对其进行了更正，尽管总体结论（宇宙正在膨胀，螺旋星云是远离我们的星系）没有改变，但扩张的细节肯定已经改变了！

快进到今天。

超新星的发光比造父变星还要亮，而且通常可以超过整个星系的亮度-尽管时间很短！在有利的情况下，可以看到它们的距离不是数百万光年，而是超过了一百亿光年，这使我们可以越来越远地看向宇宙。此外，一种特殊类型的超新星Ia是从白矮星内部失控的合成反应中获得的。

当发生此类反应时，整个恒星都会被破坏，但重要的是，超新星的光曲线，即它如何变亮然后变暗，是众所周知的，并具有通用属性。

到1990年代末，已经收集了足够距离的超新星数据，并且宣布了两个独立的团队-High-z超新星搜索团队和超新星宇宙学项目-从这些数据可以看出宇宙膨胀的加速，并且某种形式的暗能量在宇宙中占主导地位。

像许多其他人一样，我对此持怀疑态度，因为如果没有像我们所想的那样研究超新星，那么所有这些结论都将被拒绝。

首先，超新星可能以两种不同的方式出现：从伴星（L）吸积物质和与另一颗白矮星®合并。这些路径会导致出现相同的超新星吗？

其次，这些超新星相距很远，它们的出现可能与与我们接近的情况有很大不同。我们看到的光曲线对应于远距离的光曲线是真的吗？

第三，当他进行惊人的远距离旅程时，这种光有可能发生了什么。真的没有新型的粉尘或某种能减弱光的特性（例如，光子-轴振动）吗？

事实证明，所有这些问题都可以解决和消除。他们不是问题。但是最近，在接近胡安·卡洛斯（Juan Carlos）问题的本质时，我们发现这些所谓的“标准蜡烛”可能不是那么标准。正如造父变星的类型不同，这些Ia型超新星也具有不同的类型。

想象一下，有一盒您以为是相同的蜡烛：您可以点燃它们，将它们放在不同的距离，然后立即通过测量视在亮度来找出它们的距离。这个想法用于天文学，因此我们非常需要Ia型超新星。

现在想象一下，这些蜡烛的火焰具有不同的亮度！突然之间，有些结果变亮或更暗。您有两种蜡烛，较亮的蜡烛可能离您更近，而较暗的蜡烛则离您更近。

这可能是我们在超新星中发现的：有两个不同的类别，一个类别在蓝/紫外线范围内略亮，而另一个在红色/红外线范围内更亮，并且它们的光曲线不同。这可能意味着，在红移（远距离）时，超新星本身只是较暗，而离我们不远。

换句话说，我们关于宇宙膨胀加速的结论可以基于对数据的错误解释！

如果我们错误地测量了到这些超新星的距离，可能是我们误认为了暗能量！至少在这种情况下，我们会非常担心。如果暗能量没有消失，我们不会担心，但是它会比以前想象的要少。

那么，这些担忧中哪些是真的？事实证明，这仅仅是没有太多兴奋的原因。 1998年，只有有关超新星的数据才支持暗能量。随着时间的流逝，我们收集了两个同样强有力的独立证据。

1）宇宙微波背景辐射。由WMAP项目测量，然后以更高的精度和Plank项目测量的大爆炸中剩余的辉光波动清楚地表明，宇宙包含5％的正常物质，27％的暗物质和68％的暗能量。而且，尽管仅靠微波辐射并不能说明暗能量的性质，但它说，宇宙能量的2/3处于不易碎且不属于质量的形式。

有一段时间，这是一个问题，因为超新星本身说暗能量是宇宙的3/4，所以也许新发现的超新星将有助于我们更好地建立数据。

2）星系聚集的方式。在早期的宇宙中，暗物质和正常物质（以及它们与辐射的相互作用或不相互作用的方式）控制着星系在当前时刻如何聚集。如果您查看宇宙中的某个星系，您会发现它具有一个奇怪的性质：另一个星系更可能位于距它5亿光年的距离，而距离较小的星系-则在400或6亿年的距离。这种现象被称为重子声振荡（BAO），是由于正常物质受到辐射压力而暗物质却没有辐射压力。

事实是，宇宙在膨胀，这是由于宇宙中存在的一切，包括暗能量。因此，随着宇宙的膨胀，这个5亿光年的首选距离会发生变化。 BAO允许我们使用“标准尺”代替“标准蜡烛”，也可以用来测量暗能量。

事实证明，通过BAO进行的测量并不比通过超新星进行的测量差，并且给出了相同的结果：宇宙由70％的暗能量组成，并且对应于宇宙常数的存在，而不是畴壁，宇宙弦或其他奇特的理论。

如果我们将所有三组数据组合在一起，我们会发现它们给我们提供了大致相似的画面。

我们了解到，我们从超新星获得的暗能量及其类型的数量可能会发生一些变化，这甚至可以帮助我们将所示的三种方法（超新星，KMFI和BAO）带入最佳对应关系。这是科学上最伟大的时刻之一，一个错误的假设并没有迫使我们抛出所有的结果和结论，而是有助于更准确地理解从发现之时就使我们陷入困惑的现象。

存在暗能量，由于有了新发现，我们甚至可以理解它-它对宇宙的影响-比以前更好。感谢读者有机会讨论这样一个有趣的发现。向我发送您对以下文章的问题和建议。

问伊桑83号：如果暗能量不是真实的怎么办？

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