【早期暗能量讓宇宙更快膨脹?】宇宙學家可能已經發現了第二種暗能量的跡象。這種神祕暗能量可能存在於大爆炸後的30萬年里,似乎推動了宇宙加速膨脹。

近日,發表於arXiv預印本服務器上的兩項獨立研究提到,研究人員在2013年至2016年由智利阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)收集的數據中,初步發現了這種“早期暗能量”的蹤跡。

相關論文訊息:
http://t.cn/A6Myk564
http://t.cn/A6Myk56b

如果這些發現得到證實,將有助於解決一個長期存在的難題:宇宙膨脹率測量結果存在差異。

但這些數據只是初步的,不能確切地表明這種暗能量是否真的存在。法國巴黎天體物理研究所宇宙學家Silvia Galli說:“我們要謹慎地將其視為新的物理學發現。”

這兩份預印本的作者——ACT團隊和一個獨立小組——承認,這些數據無法以高可信度證實早期暗能量的存在。但他們表示,ACT和南極望遠鏡的進一步觀測可能很快就會提供更嚴格的證據。

“如果早期宇宙確實有暗能量,那麼我們應該能看到一個強烈的信號。”ACT團隊成員、哥倫比亞大學宇宙學家Colin Hill說。Hill是其中一篇論文的作者。

ACT和南極望遠鏡都旨在繪制宇宙微波背景輻射圖(CMB)。CMB是原始輻射,也被描述為大爆炸的余輝,是宇宙學家理解宇宙的支柱之一。通過繪制CMB的細微變化,研究人員發現了宇宙學標准模型的有力證據。這個模型描述了涉及3種主要成分的宇宙的演化:暗能量、暗物質和普通物質。

科學家曾利用歐洲航天局普朗克任務數據,在假設宇宙學的標准模型是正確的前提下,預測了宇宙的速度膨脹。但之後,基於對超新星爆炸的觀測和其他技術,其他團隊對膨脹率越來越精確的測量發現,這一速度比之前的預測快了5%~10%。

於是,理論學家們對標准模型提出了大量修正,以解釋這種差異。2年前,約翰斯·霍普金斯大學宇宙學家Marc Kamionkowski和合作者提出了早期暗能量理論。他們認為早期暗能量曾滲透在宇宙中並在大爆炸後的幾十萬年里逐漸消失。

科學家認為,早期暗能量不會強大到足以加速宇宙膨脹,但可能會導致大爆炸產生的等離子體冷卻得更快。這將影響CMB數據的解釋方式,尤其是在測量宇宙年齡和膨脹率時,相關技術基於聲波在等離子體冷卻成氣體之前能在等離子體中傳播多遠。

兩項新研究發現,ACT的CMB偏振圖更適合早期暗能量模型,而不是標准模型。Hill說,借助早期暗能量模型和ACT數據來解釋CMB意味著宇宙現在的年齡是124億年,比標准模型計算出的138億年小11%。相應地,當前的膨脹速度將比標准模型預測的速度快5%——更接近目前天文學家的計算結果。

另一篇論文的合作者、法國蒙彼利埃大學天體物理學家Vivian Poulin說,其團隊的分析與ACT團隊的分析一致,這讓她感到放心。

但是Galli警告說,ACT的數據似乎與她所在的普朗克團隊的計算結果不一致。盡管ACT的偏振數據可能支持早期暗能量,但尚不清楚其他主要數據——CMB溫度圖——是否也如此。Galli表示,由於這些原因,使用南極望遠鏡檢查該結果將是至關重要的。http://t.cn/A6Myk56G

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