宇宙學(xué)家們發(fā)現了第二種暗能量的跡象--這種無(wú)處不在但又神秘莫測的物質(zhì)正在推動(dòng)當前的宇宙加速膨脹--可能已經(jīng)存在于大爆炸后的頭 30 萬(wàn)年。兩項獨立的研究上周都發(fā)布在 arXiv 預印本服務(wù)器上。在智利的阿塔卡馬宇宙學(xué)望遠鏡(ACT)于 2013 年至 2016 年期間收集的數據中檢測到了這種"早期暗能量"的初步痕跡。

　　如果這些發(fā)現得以證實(shí)，它們可能有助于解決圍繞早期宇宙數據的一個(gè)長(cháng)期難題，這些數據似乎與今天測量的宇宙膨脹率不一致。但是這些數據是初步的，并沒(méi)有明確顯示這種形式的暗能量是否真的存在。

　　兩篇預印本的作者--一篇由 ACT 團隊發(fā)布，另一篇由一個(gè)獨立的小組發(fā)布--承認數據還不夠強大，不足以高度自信地檢測早期暗能量。但是他們說(shuō)，來(lái)自 ACT 和另一個(gè)天文臺，即南極洲的南極望遠鏡的進(jìn)一步觀(guān)察，可能很快就會(huì )提供一個(gè)更嚴格的測試。"ACT 團隊論文的共同作者、紐約市哥倫比亞大學(xué)的宇宙學(xué)家 Colin Hill 說(shuō)："如果這真的是真的--如果早期宇宙真的具有早期暗能量--那么我們應該看到一個(gè)強烈的信號。

　　ACT 和南極望遠鏡都是為了繪制宇宙微波背景(CMB)，原始輻射有時(shí)被描述為大爆炸的余輝。CMB 是宇宙學(xué)家理解宇宙的支柱之一。通過(guò)繪制整個(gè)天空中 CMB 的微妙變化，研究人員已經(jīng)為"宇宙學(xué)標準模型"找到了令人信服的證據。這個(gè)模型描述了一個(gè)包含三種主要成分的宇宙的演變：暗能量;同樣神秘的暗物質(zhì)，它是形成星系的主要原因;以及普通物質(zhì)，它只占宇宙總質(zhì)量和能量的不到5%。

　　目前最先進(jìn)的 CMB 地圖是由歐洲航天局的普朗克任務(wù)提供的，該任務(wù)在 2009 年至 2013 年期間十分活躍?；谄绽士藬祿挠嬎泐A測：假設宇宙學(xué)的標準模型是正確的，那么宇宙現在的膨脹速度應該是多少。但是在過(guò)去的十年左右，根據對超新星爆炸的觀(guān)測和其他技術(shù)，對這種膨脹進(jìn)行了越來(lái)越精確的測量，發(fā)現其速度要快5-10%。

　　宇宙膨脹的速度有多快?宇宙學(xué)家們變得更加困惑了

　　理論家們對標準模型提出了大量的修改意見(jiàn)，可以解釋這種差異。兩年前，馬里蘭州巴爾的摩約翰-霍普金斯大學(xué)的宇宙學(xué)家 Marc Kamionkowski 和他的合作者為標準模型提出了一個(gè)額外的成分。他們的"早期暗能量"--這使他們和其他團隊幾年來(lái)一直在研究的一個(gè)想法更加精確--將是一種滲透到宇宙中的流體，然后在大爆炸的幾十萬(wàn)年內干涸。"Kamionkowski 說(shuō)："這不是一個(gè)令人信服的論點(diǎn)，但它是我們唯一能夠成功的模型。

　　早期的暗能量不會(huì )強大到足以導致加速膨脹，就像'普通'暗能量目前正在做的那樣。但它會(huì )導致從大爆炸中出現的等離子體比其他情況下更快地冷卻下來(lái)。這將影響到如何解釋 CMB 數據--特別是當涉及到對宇宙年齡及其膨脹率的測量時(shí)，這些測量是基于聲波在冷卻成氣體之前能夠在等離子體中傳播多遠。普朗克和類(lèi)似的觀(guān)測站利用這種轉變后留在天空中的特征來(lái)進(jìn)行這種計算。

　　這兩項最新研究發(fā)現，ACT 的 CMB 偏振圖與包括早期暗能量的模型相比，更符合標準模型。Hill 說(shuō)，在早期暗能量模型和 ACT 數據的基礎上解釋 CMB 將意味著(zhù)宇宙現在有 124 億年的歷史，比用標準模型計算的 138 億年年輕大約 11%。相應地，目前的膨脹將比標準模型預測的快約5%--更接近天文學(xué)家今天的計算結果。

　　不一致的地方仍然存在

　　Hill 表示，他之前對早期暗能量持懷疑態(tài)度，而他的團隊的發(fā)現讓他感到驚訝。法國蒙彼利埃大學(xué)的天體物理學(xué)家、基于 ACT 數據的第二項研究的合著(zhù)者 Vivian Poulin 說(shuō)，他的團隊的分析與 ACT 團隊的分析一致，這讓人感到欣慰。

　　但是 ACT 的數據似乎與普朗克團隊的計算結果不一致，而且，盡管 ACT 的偏振數據可能有利于早期暗能量，但不清楚它的另一組主要數據--CMB 溫度圖是否顯示出這樣的傾向性。由于這些原因，使用南極望遠鏡交叉檢查結果將是至關(guān)重要的。

　　伊利諾伊州芝加哥大學(xué)的天文學(xué)家 Wendy Freedman 對宇宙膨脹的一些最精確的測量做出了貢獻，他說(shuō)基于 ACT 的結果很有趣，盡管是初步的。她說(shuō)，"追求不同的模型是很重要的"，并將它們與標準模型進(jìn)行比較。
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