據外媒報道，由劍橋大學研究人員領導的一項新研究在《Physical Review D》上發表，該研究表明，意大利XENON1T實驗中一些無法解釋的結果可能是由暗能量引起的，而不是該實驗旨在檢測的暗物質。
據了解，研究人員建立了一個物理模型來幫助解釋這些結果，這些結果可能源於太陽強磁場區域產生的暗能量粒子，不過還需要未來的實驗來證實這一解釋。研究人員表示，他們的研究可能是直接探測暗能量的重要一步。
我們在天空和日常生活中肉眼所能看到的一切–從微小的衛星到巨大的星系，從螞蟻到藍鯨–只佔了宇宙的不到5%。其餘的地方都是黑暗的。約27%是暗物質–將星系和宇宙網絡連接在一起的無形力量–而68%是暗能量，它導致宇宙加速膨脹。
“儘管這兩種成分都是看不見的，但我們對暗物質了解得更多，因為早在20世紀20年代就有人提出它的存在，而暗能量直到1998年才被發現，”這篇論文的論文第一作者、劍橋大學卡維里宇宙學研究所的Sunny Vagnozzi博士說道，“XENON1T等大型實驗旨在通過尋找暗物質‘撞擊’普通物質的跡象，直接探測暗物質，但暗能量更難捉摸。”
為了探測暗能量，科學家們通常會尋找引力相互作用：引力吸引物體的方式。在最大的尺度上，暗能量的引力效應是排斥性的將物體相互拉開從而使宇宙加速膨脹。
大約一年前，XENON1T實驗報告了一個意想不到的信號，或者說超出了預期的背景。“這類過度行為通常是偶然的，但偶爾也會導致根本性的發現，”該研究的論文合著者、意大利弗拉斯卡蒂國家實驗室的研究員Luca Visinelli博士說道，“我們探索了一個模型，在這個模型中，這個信號可以歸因於暗能量，而不是實驗最初設計來檢測的暗物質。”
當時，對這種過剩現象最流行的解釋是太陽產生的軸子–假設的、極其輕的粒子。然而這種解釋經不起觀測，因為解釋XENON1T信號所需要的軸子數量將徹底改變比太陽重得多的恆星的演化，這跟我們所觀測到的相衝突。
我們還遠沒有完全理解暗能量是什麼，但大多數暗能量的物理模型都能導致所謂的第五種力的存在。宇宙中有四種基本力，任何不能用其中一種力解釋的東西有時被稱為未知的第五種力的結果。
然而我們知道愛因斯坦的引力理論在局部宇宙中非常有效。因此，任何跟暗能量相關的第五種力都是不必要的，必須在小尺度下隱藏或屏蔽，並且只能在愛因斯坦的引力理論無法解釋宇宙加速的大尺度下運行。為了隱藏第五種力，許多暗能量模型都配備了所謂的屏蔽機制以動態地隱藏掉第五種力。
Vagnozzi和他的合著者構建了一個物理模型，該模型使用了一種被稱為變色龍篩選的篩選機制以表明太陽強磁場中產生的暗能量粒子可以解釋XENON1T過剩現象。
Vagnozzi說道：“我們的變色龍屏蔽系統可以阻止密度非常大的物體產生暗能量粒子從而避免了太陽軸所面臨的問題。這也使我們能將密度非常小的局部宇宙中發生的事情跟密度極低的最大規模宇宙中發生的事情解耦。”
研究人員通過利用他們的模型來顯示探測器在如果暗能量產生於太陽的一個特定區域即速斜層–那裡的磁場特彆強的情況下發生的情況。
Vagnozzi表示：“從理論上講，這種過剩可能是由暗能量而不是暗物質造成的，這真的很令人驚訝。當一切都像這樣合在一起時，真的很特別。”
他們的計算表明，像XENON1T這樣旨在探測暗物質的實驗也可以用來探測暗能量。然而，原始的過剩仍需得到令人信服的證實。Visinelli稱：“我們首先需要知道這不是偶然的。如果XENON1T真的看到了什麼，你會期望在未來的實驗中再次看到類似的過量，但這一次是一個更強的信號。”
如果過量是暗能量的結果，那麼XENON1T實驗及追求類似目標的實驗如LUX-Zeplin和PandaX-xT需要即將升級，這意味着其可能在未來十年直接探測到暗能量。