對1500顆超新星的分析提供了迄今為止最精確的暗物質和暗能量計算結果

據CNET報道，1998年，科學家們偶然發現了一個令人驚訝的宇宙真理。他們意識到，宇宙不僅在膨脹，而且隨着歲月的流逝，它似乎在加速，被一種我們看不見的力量加速。這種神秘的影響很快就被稱為暗能量，是物理學中最大的謎團之一。

它將補充我們宇宙中同樣令人困惑的方面，即暗物質，這是科學家在1933年首次證明的一個空泛的概念，用來描述構成隱藏的、類似於光環的障礙物，防止星系簡單地崩解。(然而，這又是一種我們無法用人類的眼睛來理解的力量）。

但是，儘管科學家們無法用視覺把握暗物質和暗能量的難以捉摸的性質，他們卻能夠用數學來測量它。周三，在《天體物理學雜誌》的一系列論文中，天體物理學家成功地對我們宇宙的組成和演變做出了最精確的限制–包括暗宇宙。

通過一個被稱為Pantheon+的強大分析機制，該團隊發現宇宙是由大約三分之二的暗能量和三分之一的物質組成的，大部分是暗物質的形式。更具體地說，他們懷疑宇宙的66.2%表現為暗能量，而剩下的33.8%則屬於暗物質和可見物質。

比Pantheon+的結果更令人興奮的可能是它的運作方式。簡而言之，該團隊利用一系列強大的宇宙“手電筒”來回望過去，記錄下100多億年前的宇宙內容。這裡所說的“手電筒”是指1a型超新星。

這些恆星爆炸是如此明亮，以至於它們超過了整個星系，因此在離地球幾十億光年的地方也能看到。它們就像手電筒，但不是照亮一條長長的走廊，而是照亮無限的空間和時間隧道。事實上，它們對發現黑暗宇宙至關重要，有助於在1933年發現暗物質的存在，在1998年發現暗能量。

Pantheon+將事情推向了新的高度。分析背後的科學家們專註於1500多顆超新星，這些超新星放在一起，共同照亮了約四分之三的已知宇宙。

哈佛-史密森天體物理學中心的天文學家Dillon Brout在一份聲明中說：“有了這個Pantheon+數據集，我們就可以精確地看到宇宙從被暗物質主導到宇宙被暗能量主導的時間。”

Brout說：“這個數據集是一個獨特的機會，可以看到暗能量在最宏大的尺度上開啟並驅動宇宙的演變，直到現在。”

作為額外的獎勵，該分析工具還證實了宇宙確實在加速膨脹，而且它為支持科學思想的一個基石提供了極有希望的證據。粒子物理學的標準模型。

這個框架幾乎概括了每一個已知粒子的獨立行為，以及彼此之間的行為，甚至作為許多關於黑暗宇宙到底是怎麼回事的領先理論的基礎。

“我們能夠對宇宙的動力學和歷史進行迄今為止最精確的約束，”Brout說。“我們對數據進行了梳理，現在可以比以往任何時候都更有信心地說，宇宙是如何在漫長的歲月中演變的，而且目前關於暗能量和暗物質的最佳理論也很牢固。”

換句話說，Pantheon+可能是在告訴人們，應該總結一些與標準模型無關的暗物質和暗能量的替代理論。這些理論可能是不正確的。此外，Pantheon+數據集的後果可能有助於平息物理學家之間長期存在的、相當激烈的辯論。

基本上，人們知道宇宙正在以指數形式膨脹。人們可以從字面上看到它在實時發生。但是科學家們不能就這種膨脹發生的確切速度達成一致。解決方案的關鍵是哈勃常數，但計算該常數的不同方法似乎產生了不同的答案。

儘管在將Pantheon+樣本與另一個科學合作項目的數據彙集在一起之後，哈佛大學的一份新聞稿指出，我們現在可能擁有對宇宙當前膨脹率的最嚴格的局部測量。

簡而言之，該合作項目發現哈勃常數是73.4Km/s/Mpc，其不確定性達到了驚人的1.3%。

“換句話說，對於每一個百萬秒差距，或326萬光年，分析估計在附近的宇宙中，空間本身正在以每小時16萬英里以上的速度膨脹，”該新聞稿解釋說。就背景而言，這個數字正好處於2001年72m/s/Mpc的里程碑式測量和後來74m/s/Mpc的報告的中間。然而，它與另一個領先的測量值相差甚遠，後者表明常數為69.8 km/s/Mpc。

這還是有差異的。而且，Pantheon+的常數是基於”本地”測量。因此，Pantheon+團隊強調，“來自宇宙歷史上一個完全不同的時代的觀測預測了一個不同的故事”。