深空觀測(cè)數(shù)據(jù)告訴我們，超新星正在紅移，宇宙視界的邊界不斷移動(dòng)

宇宙正在加速膨脹，而不是一成不變，這早已被科學(xué)界證實(shí)，證明這一點(diǎn)的三位科學(xué)家為此11年獲得了諾獎(jiǎng)。

這一時(shí)期也打破了愛(ài)因斯坦對(duì)于宇宙是靜止的長(zhǎng)期統(tǒng)治，對(duì)于驅(qū)動(dòng)這場(chǎng)革命導(dǎo)致宇宙膨脹的暗能量，究竟是密度一成不變的宇宙常數(shù)，還是會(huì)隨時(shí)間演化的動(dòng)力學(xué)力量，這個(gè)問(wèn)題至今懸而未決。

2026年的深空觀測(cè)正在將這一謎題推向新的高潮，科學(xué)家探索宇宙膨脹史的核心工具是Ia型超新星。

這種超新星是白矮星吸積物質(zhì)達(dá)到臨界質(zhì)量后引發(fā)的劇烈熱核爆炸，其峰值亮度驚人地一致，因此被稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)燭光。

在國(guó)際前沿領(lǐng)域，大規(guī)模巡天項(xiàng)目正在以前所未有的精度繪制宇宙地圖。

2026年4月16日，該項(xiàng)目宣布其原定的五年光譜巡天觀測(cè)計(jì)劃已圓滿收官。

在預(yù)定的五年任務(wù)周期內(nèi)，DESI展現(xiàn)了超預(yù)期的觀測(cè)效率，共獲取了超過(guò)4700萬(wàn)個(gè)星系和類(lèi)星體的光譜數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)超原定3400萬(wàn)的目標(biāo)，并額外記錄了2000萬(wàn)顆銀河系恒星的數(shù)據(jù)。

借助這些光譜數(shù)據(jù)繪制的三維宇宙地圖，科學(xué)家得以精確追溯宇宙110億年的演化歷史。

暗能量占宇宙物質(zhì)能量約70%，是物理學(xué)最大的謎題之一。

基于DESI項(xiàng)目前三年數(shù)據(jù)的初步分析曾暗示，暗能量可能并非恒定不變，而是隨宇宙時(shí)間演化這一假設(shè)。

若這一跡象經(jīng)全部五年數(shù)據(jù)的最終分析證實(shí)，將可能革新人類(lèi)對(duì)宇宙構(gòu)成及其終極命運(yùn)的理解。

暗能量巡天項(xiàng)目（DES）也發(fā)布了其六年完整數(shù)據(jù)的結(jié)果。

該合作組將弱引力透鏡和星系團(tuán)兩大宇宙探針的數(shù)據(jù)結(jié)合分析，獲得了比過(guò)去分析嚴(yán)格兩倍以上的宇宙膨脹約束。

在Ia型超新星領(lǐng)域，多個(gè)大型超新星樣本的整理工作也在持續(xù)推進(jìn)。

PantheonPlus樣本包含了從18個(gè)巡天項(xiàng)目中挑選出的1701顆經(jīng)過(guò)光譜證認(rèn)的Ia型超新星，紅移覆蓋范圍最低約0.0008、最高約2.26。

Union3樣本在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)展，包含2087顆Ia型超新星，來(lái)源于24個(gè)不同巡天項(xiàng)目。

結(jié)合了DESI第二批數(shù)據(jù)、Pantheon+超新星樣本以及普朗克衛(wèi)星和阿塔卡馬宇宙學(xué)望遠(yuǎn)鏡的宇宙微波背景輻射測(cè)量等當(dāng)前精度最高的觀測(cè)數(shù)據(jù)。

研究獲得了一項(xiàng)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)，暗能量存在清晰的動(dòng)力學(xué)演化跡象。高紅移即早期宇宙的宇宙微波背景輻射數(shù)據(jù)顯示暗能量處于幽靈暗能量狀態(tài)，意味著狀態(tài)方程參數(shù)小于負(fù)1。

而低紅移即晚期宇宙的重子聲波振蕩和超新星數(shù)據(jù)則將其指向狀態(tài)方程參數(shù)大于負(fù)1的精質(zhì)暗能量區(qū)域。

這一跨越多個(gè)模型、由不同時(shí)期觀測(cè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的演化特征，挑戰(zhàn)了宇宙學(xué)常數(shù)的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。

三種暗能量模型中，暗能量的狀態(tài)方程參數(shù)隨宇宙時(shí)間從早期到晚期發(fā)生了穿越負(fù)1的轉(zhuǎn)變趨勢(shì)，這一行為與我國(guó)科學(xué)家提出的精靈暗能量模型的預(yù)言相符。

就在2026年4月底，一項(xiàng)最新研究進(jìn)一步探討了造成這一動(dòng)力學(xué)暗能量暗示的源頭。

研究發(fā)現(xiàn)DESI第二批重子聲波振蕩數(shù)據(jù)、普朗克宇宙微波背景輻射數(shù)據(jù)以及超新星樣本特別是其低紅移部分對(duì)觀測(cè)到的統(tǒng)計(jì)張力貢獻(xiàn)最為顯著，而不同的數(shù)據(jù)組合得到的結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)模型的一致性也有所差異。

在探索暗能量本質(zhì)的同時(shí)，哈勃常數(shù)的測(cè)量問(wèn)題也進(jìn)入了新的階段。

哈勃常數(shù)描述當(dāng)前宇宙的膨脹速率，但它在標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)模型框架下存在一個(gè)棘手的矛盾。

基于早期宇宙的宇宙微波背景輻射推斷的值與基于鄰近宇宙距離階梯直接測(cè)量的值之間存在顯著差異。

這種差異的顯著程度已達(dá)到無(wú)法用常規(guī)系統(tǒng)誤差解釋的水平，這便是困擾學(xué)界近十年的哈勃常數(shù)危機(jī)。

盡管某些擴(kuò)展模型在特定數(shù)據(jù)組合下能略微提高哈勃常數(shù)值，但這一效應(yīng)并不穩(wěn)健，無(wú)法從根本上調(diào)和早期宇宙推斷與鄰近宇宙測(cè)量之間的巨大差異。

一種新的觀測(cè)手段正在加入這場(chǎng)探索，東北大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)提出將引力波標(biāo)準(zhǔn)汽笛、重子聲學(xué)振蕩和Ia型超新星三大晚期宇宙探針相結(jié)合的方法。

引力波探測(cè)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在于它能僅憑廣義相對(duì)論直接測(cè)量絕對(duì)距離，不依賴(lài)早期宇宙數(shù)據(jù)或距離階梯校準(zhǔn)。

研究結(jié)果顯示，在動(dòng)力學(xué)暗能量模型下，團(tuán)隊(duì)得到的哈勃常數(shù)結(jié)果與距離階梯測(cè)量高度一致，并在約兩倍標(biāo)準(zhǔn)差的置信水平上支持暗能量可能隨宇宙演化而變化，首次將真實(shí)引力波數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)晚期觀測(cè)相結(jié)合。

在宇宙廣闊的尺度上，超新星紅移的測(cè)量不只關(guān)乎暗能量的性質(zhì)，更直接觸及宇宙視界的邊界。

當(dāng)遙遠(yuǎn)星系因宇宙膨脹而不斷遠(yuǎn)離，其發(fā)出的光線紅移值不斷增大，直到超過(guò)可觀測(cè)的極限。

由于宇宙正在加速膨脹，那些目前正在遠(yuǎn)離我們的星系，其退行速度將越來(lái)越快，最終導(dǎo)致其光線再也無(wú)法抵達(dá)地球。

這意味著可觀測(cè)宇宙的視界邊界正在不斷向外移動(dòng)，同時(shí)不斷有星系從我們的視野中永久消失。

這不僅是物理學(xué)上的信息隔絕，更是宇宙加速膨脹留給人類(lèi)科研的無(wú)情事實(shí)。

面對(duì)全部暗能量光譜儀五年數(shù)據(jù)，科學(xué)家已啟動(dòng)對(duì)完整數(shù)據(jù)集的分析。

隨著這些新一代深空探測(cè)項(xiàng)目的推進(jìn)、更多高精度超新星數(shù)據(jù)的積累，以及引力波等全新觀測(cè)維度的加入，宇宙視界的邊界謎題還將繼續(xù)向前推進(jìn)。

面對(duì)這片廣闊的星空，人類(lèi)通過(guò)深空觀測(cè)數(shù)據(jù)揭示出的這幅動(dòng)態(tài)圖景，依然值得持續(xù)關(guān)注和期待。