自大約138億年前的大爆炸以來(lái)，宇宙便一直在膨脹。20多年前，天文學(xué)家在觀測(cè)了遙遠(yuǎn)星系中的一種特定類(lèi)型的超新星爆炸后，更是首次發(fā)現(xiàn)宇宙的膨脹并未像預(yù)期那樣因引力的作用而減緩，反而是在加速。這種驅(qū)動(dòng)宇宙加速膨脹的幕后無(wú)形力量，也被稱(chēng)為暗能量。

宇宙學(xué)家通常認(rèn)為暗能量是恒定的，也就是說(shuō)它在過(guò)去和將來(lái)都將是一樣的。這也最終促成了主流宇宙學(xué)模型，即ΛCDM模型的建立。

在這個(gè)模型中，宇宙的組成成分有三種：普通物質(zhì)僅占宇宙的5%，包括恒星、行星、氣體、塵埃等我們能觀測(cè)到的物質(zhì)；約25%是由本質(zhì)未知的暗物質(zhì)構(gòu)成；還有高達(dá)約70%則是由同樣神秘的暗能量構(gòu)成。(ΛCDM中的“Λ”代表暗能量的簡(jiǎn)單情況，它是一個(gè)宇宙學(xué)常數(shù)，而“CDM”則是冷暗物質(zhì)。)

ΛCDM模型非常成功地解釋了大尺度宇宙結(jié)構(gòu)和膨脹歷史。例如，最近位于智利的阿塔卡馬宇宙學(xué)望遠(yuǎn)鏡（ACT）合作組剛剛發(fā)布了迄今為止最清晰的宇宙“嬰兒時(shí)期”的圖像。ACT的觀測(cè)數(shù)據(jù)為ΛCDM模型提供了迄今最嚴(yán)格的檢驗(yàn)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何偏離ΛCDM模型的跡象。

ACT繪制了迄今為止最清晰的宇宙微波背景，詳見(jiàn)：。（圖/ACT Collaboration; ESA/Planck Collaboration）

然而，近期另一項(xiàng)研究卻暗示著，ΛCDM模型也許需要被修正。

暗能量會(huì)變化？

去年四月份，由70多個(gè)機(jī)構(gòu)的900多名研究人員組成的暗能量光譜儀（DESI）合作組宣布了一個(gè)令人震驚的發(fā)現(xiàn)：在分析完DESI的第一年數(shù)據(jù)后，他們發(fā)現(xiàn)暗能量可能在變?nèi)?/strong>。也就是說(shuō)，在過(guò)去，宇宙加速膨脹的速度比現(xiàn)在更快。

DESI安裝在基特峰國(guó)家天文臺(tái)的梅奧爾望遠(yuǎn)鏡上，它通過(guò)觀測(cè)遙遠(yuǎn)的天體來(lái)研究暗能量。（圖/DESI Collaboration/DOE/KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/M. Sargent）

許多宇宙學(xué)家預(yù)計(jì)，隨著DESI數(shù)據(jù)的增加，這一結(jié)論大概率會(huì)消失。但近日，DESI合作組再次宣布，通過(guò)分析DESI前三年收集的數(shù)據(jù)（涵蓋了近1500萬(wàn)個(gè)星系和類(lèi)星體），新的結(jié)果進(jìn)一步支持了去年的結(jié)果。

DESI配備了5000個(gè)機(jī)器眼睛，可以同時(shí)捕獲來(lái)自5000個(gè)星系的光。（圖/DESI Collaboration）

單獨(dú)來(lái)看，DESI的數(shù)據(jù)與ΛCDM模型是一致的。然而，當(dāng)與其他不同類(lèi)型的觀測(cè)數(shù)據(jù)（包括宇宙微波背景、超新星觀測(cè)和弱引力透鏡）結(jié)合時(shí)，更強(qiáng)有力的證據(jù)指向了暗能量確實(shí)在隨時(shí)間減弱，這與ΛCDM模型中暗能量的恒定假設(shè)不符。

具體來(lái)說(shuō)，暗能量由參數(shù)w來(lái)描述。在ΛCDM模型中，w為恒定值-1。而DESI的最新聯(lián)合分析結(jié)果表明，w在過(guò)去的宇宙中可能低于-1.4，而隨著時(shí)間的推移，w逐漸上升到接近-0.8。

DESI繪制的新圖包含了近1500萬(wàn)個(gè)星系和類(lèi)星體，兩個(gè)“扇形”對(duì)應(yīng)DESI的兩個(gè)主要觀測(cè)區(qū)域。（圖/DESI Collaboration and KPNO NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor）

DESI的新結(jié)果也得到了另一個(gè)任務(wù)的支持。近日，“暗能量巡天”（DES）團(tuán)隊(duì)也發(fā)布了與DESI相似的結(jié)論。DES采用多種方法測(cè)量暗能量，其最新結(jié)果同時(shí)使用了重子聲學(xué)振蕩與超新星的數(shù)據(jù)。當(dāng)與宇宙微波背景數(shù)據(jù)相結(jié)合時(shí)，DES團(tuán)隊(duì)也觀測(cè)了與ΛCDM模型的偏差。

然而，無(wú)論是DESI還是DES，他們的結(jié)果都還沒(méi)有達(dá)到5σ結(jié)果——這是宣布物理學(xué)發(fā)現(xiàn)的黃金標(biāo)準(zhǔn)。因此，雖然目前的結(jié)論指向了一個(gè)隨時(shí)間變化的暗能量，但我們?cè)谙陆Y(jié)論之前還需要耐心等待，因?yàn)镈ESI還有兩年的數(shù)據(jù)尚待分析。

未來(lái)幾年，還將有其他觀測(cè)項(xiàng)目提供更多的數(shù)據(jù)，包括歐幾里得空間望遠(yuǎn)鏡（詳見(jiàn)：）、薇拉·魯賓天文臺(tái)（預(yù)計(jì)明年在智利開(kāi)始運(yùn)行），以及計(jì)劃于2027年發(fā)射的南希·格雷絲·羅曼空間望遠(yuǎn)鏡。

對(duì)所有研究暗能量的理論家而言，未來(lái)十年將是激動(dòng)人心的時(shí)代。

#參考來(lái)源：

https://newscenter.lbl.gov/2025/03/19/new-desi-results-strengthen-hints-that-dark-energy-may-evolve/

https://newscenter.lbl.gov/2025/03/19/desi-opens-access-to-the-largest-3d-map-of-the-universe-yet/

#圖片來(lái)源：

封面圖&首圖：DESI Collaboration/DOE/KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/R.Proctor