作者:罗伯特·李，科学论坛 宇宙膨胀图
宇宙的加速膨胀可以用早期的暗能量模型来解释
(美国航天局/世界气象卫星小组)
信用:NASA 围绕着暗能量和宇宙常数有许多神秘的东西，它们是用来解释宇宙加速膨胀的代理
新的研究表明，一个早期的暗能量模型提出了一个竞争性的理论，它提供了当前模型的所有好处，而没有与宇宙常数相关的包袱
宇宙不仅在膨胀，而且在加速膨胀
然而，尽管事实上天文学家、宇宙学家和物理学家已经意识到这一点20年了，驱动这种膨胀的力量仍然是未知的
暗能量是这种力的一个占位物或替代物，它是一种光滑的流体状成分，用负压充满宇宙。它被插入到标准的宇宙模型中，用宇宙常数(用符号λ表示)来定义加速度
但是，宇宙中这一重要元素的真实性质仍然让我们避而远之
哥伦比亚波哥大ECCI大学的物理学家和天文学家鲁兹·Á·安杰拉·加西亚和她的合著者、哥伦比亚国立大学国家天文观测台的莱昂纳多·卡斯塔涅达和胡安·曼努埃尔·特杰罗在《新天文学》杂志上发表了一项新的研究，提出了解决这一宇宙难题的新方法
“我们的工作是提出一个候选暗能量模型，作为标准宇宙常数的替代物，”该项研究的相应作者加西亚说
“这个理论模型为当前宇宙加速膨胀提供了一个可能的解释
”她接着解释说，这篇论文的新颖之处在于，它表明描述暗能量可能不需要宇宙常数，从而避免了它所带来的一些困难——即常数的理论预测和实验值之间的巨大差异
“宇宙常数有严重的理论问题
加西亚说:“人们已经提出了许多可供选择的模型，但其中一些模型需要非常复杂的数学运算才能对这一现象提供物理解释。”
“我们呈现了一种完全不同的暗能量形式，它通过构造在宇宙的这个阶段产生加速膨胀，但也随着红移而演化；因此，它可以与过去的其他天文观测联系起来
“因此，由加西亚和她的合著者提出的‘早期暗能量模型’(EDE)——一组观察暗能量在早期宇宙中作用的模型——模拟了cos热力学常数所描述的行为，并且可以帮助研究人员理解当前暗能量理论的替代模型是否可能
然而，虽然加西亚提出了彻底改变暗能量范式的建议，但他的工作在很大程度上是建立在之前的发现和方法之上的
“我们使用了Ia型超新星的光度距离——命名为标准蜡烛，因为它们在光度方面的规律性意味着天文学家可以用它们来进行距离测量——就像2011年的诺贝尔奖获得者用它们来发现宇宙的加速膨胀一样，”这位天文学家说
“此外，我们还从宇宙微波背景和重子声学振荡(日常重子物质，即由质子和中子组成的物质的密度波动)的哈勃参数测量中施加限制
" 现在是对暗能量和宇宙常数进行批判性评估的时候了
尽管围绕宇宙加速膨胀的谜团依然存在，但现代宇宙学已经进步到了如此程度，以至于找到它的解决方案看起来比以往任何时候都更有可能
“对于宇宙学来说，这是一个非常有趣的时代，许多正在进行的和未来的调查都旨在发现暗能量及其性质
加西亚说:“像DES(暗能量测量)、DESI(暗能量分光镜测量)、eBOSS(扩展重子振荡分光镜测量)和欧几里德(Euclid)等项目，对暗能量的可能候选物施加了严格的限制。”
“在不久的将来，我们将会有一张壮观的三维地图，上面有宇宙中星系的分布，有了它，我们将会揭开暗能量的最终特征
" 加西亚补充说，她和她的合著者发现，他们的理论模型是对暗能量及其影响的令人信服的描述，与标准宇宙常数进行了很好的比较，同时没有引发后者仍然存在的基本问题
“宇宙充满了神秘、黑暗和无法解释的物质能量成分
加西亚总结道:“我感到非常荣幸和兴奋，因为我能够以思考宇宙的这些基本方面为生。”
“我从小就被激励去从事天文学事业，这对一个女人来说并不容易，尤其是在发展中国家，但我相信科学会有回报，宇宙会继续给我们带来惊喜
"
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