“2011年诺奖又遭一击：前提假设不对 暗能量研究靠谱吗？”

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占宇宙的近70%，推动着宇宙的加速膨胀，但不知道是从哪里来的，是什么形态。 即使获得年诺贝尔物理学奖的爆震认证，暗能量仍然是天文物理学界最“玄”、最“悬”的概念之一。

当地时间3月5日，位于德国海德堡的马克斯·普朗克天文学研究所宣布，玛丽亚·贝尔格曼率领的科学团队用更先进的模型调查了42颗恒星的光谱，并分解了其中的化学元素含量。

具体结论是，在过去的130亿年中，银河系中锰和铁元素的相对比例是恒定的。 这个发现直接挑战了暗能量、宇宙膨胀率(哈勃常数)的测量方法。

等等，恒星光谱是怎么和暗能量相关联的，宇宙膨胀了吗？ 这个中间的推理过程可以说山路十八弯，涉及天文学许多不同行业的知识。

为了便于理解，首先整理简单的逻辑。

年诺奖: ia型超新星亮度相同(也就是“标准烛光”的概念)→相对于“标准烛光”实际看到的ia型超新星的亮度，可以反过来得出它们的距离→ia型超新星远离地球加速→宇宙在加速膨胀→

马普天文学:不同超新星的爆发会洒出不同比例的锰和铁元素→银河中锰/铁元素的比例几乎一定→要形成这种元素的比例，ia型超新星爆发的方法一定是多种→不同爆发方法的ia型超新星亮度不同→ia型超新星亮度不同，

事实上，近两年来，新的勘探数据与暗能量的存在不兼容。 两个月前，韩国延世大在美国天文学年会上报告说，ia型超新星的亮度与恒星群的年龄有明显的相关性。 考虑到超新星年龄引起的亮度演化，暗能量引起的变化空间消失了。

尽管切入的立场和解释机制不同，德国和韩国的这两项研究表明ia型超新星并不是迄今为止认定的“标准蜡烛”。 如果把它们作为基准来计算宇宙的膨胀，可能会有致命的错误前提。

超新星:仙女散花

即使是同一个宇宙的恒星，根据质量和环境的不同宿命也不同。 我们的小太阳可能会消失在平凡的白矮星上，但稍有质量的恒星在晚期会剧烈爆炸，暂时存在，成为极其明亮的“星星”:超新星。

上述ia型超新星一般由白色矮星和普通恒星组成。 白矮星继续从可怜的同伴那里吸收外层的氢，随着其自身质量增加，达到“钱德拉塞卡极限”(约1.44倍的太阳质量)后，根据物理学基本定律爆炸。

因为ia型超新星会以这个质量爆炸，所以亮度也一样。 在这个“标准蜡烛”的假设上，天文学家愉快地计算着ia型超新星的距离，描绘出宇宙膨胀和暗能量的故事。

超新星在宇宙中的进化也起到了仙女散花的作用。 宇宙大爆炸之初只有氢和氦，之后恒星活动中碳等更重的元素逐渐融合。

但是，锰和铁这样量级的元素，超新星这样的高能“熔炉”经过精炼，随着爆炸扩展到宇宙星云，成为酿造后代恒星的原料。

换言之，锰、铁元素由代超新星爆炸积累，越年轻的银河含有越丰富的金属元素。

锰/铁比率: 130亿年一样

问题出在锰的含量上。

不同元素的原子在不同的结构中发射出不同的光谱。 因此，从20世纪初开始，天文学家们就利用恒星大气层发射的光谱来分解其中是否含有那些化学元素。

但是，这些早期的模型比较粗糙，被许多详细的问题简化解决了。 随着多学科的迅速发展，包括原子光谱的微结构、恒星的热动力学、流体力学、甚至超计算能力的进步，玛丽亚·贝尔格曼团队采用的先进光谱工具成为可能。

有趣的是，铁等一些元素被粗版和现金版光谱分解的结果几乎相同，锰等其他元素有很大的差异。

贝格曼队使用非常大的望远镜和凯克望远镜追踪了42颗恒星(最古老的是130亿年前形成的)。 。 基于这些恒星的相对年龄，研究人员可以还原银河系中锰元素和铁元素含量的演化。

令人惊讶的是，在这130亿年间，银河系和银河系周边的锰/铁元素比例几乎恒定，几乎是常数。

“标准蜡烛”不是标准的

由于不同形状的超新星爆炸会释放出不同比例的锰和铁元素，所以ia型超新星一般假设一个白矮星吸收后星星质量爆炸，这个比例是错误的。

根据贝尔格曼的计算，要使锰/铁元素的比例保持这样的常数，只有四分之一的ia型超新星爆炸是由上述经典模型诞生的，剩下的四分之三是两个白矮星和两个恒星等其他形式。

这些形状达到爆炸条件的质量不同，形成的超新星的亮度也不同。 ia型超新星至此失去了“标准烛光”的特殊性，也无法用于准确测量银河距离和宇宙膨胀。

贝尔格曼团队的这个结论会引起学术界的推敲，但根据马普托天文学，加州理工学院的团队在几个矮星系得到了同样的结果。

欧空局gaia太空望远镜于2021年公布了第三期探测数据，其中可能包括不同类型的ia型超新星。

无论如何，面对现有的各种不一致的证据，宇宙学家们可能必须重新管理哈勃常数和暗能量。 (本文来自澎湃信息，越来越多的原始信息请下载“澎湃信息”app )信息推荐

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