美國天體物理學家的一項分析，對宇宙的組成和演化設置了迄今為止最精確的限制。通過這種被稱為Pantheon+的分析，宇宙學家確認宇宙由大約三分之二的暗能量和三分之一的物質(zhì)組成，這種物質(zhì)主要以暗物質(zhì)的形式，在過去數(shù)十億年中加速膨脹。研究結(jié)果近日發(fā)表在《天體物理學雜志》特刊上。

暗能量和暗物質(zhì)都是宇宙學標準模型的基石，但還沒有被直接探測到，因此也是該模型的最大謎團。此次通過將現(xiàn)代宇宙學理論（標準模型）置于更堅實的證據(jù)和統(tǒng)計基礎(chǔ)上，Pantheon+等同于關(guān)閉了解釋暗能量和暗物質(zhì)的其他替代模型的大門。

Pantheon+基于同類中最大數(shù)據(jù)集，包括1500多個稱為Ia型超新星的恒星爆炸。由于Ia型超新星的亮度超過了整個星系，因此可在超過100億光年的距離看到恒星爆炸。鑒于超新星以幾乎均勻的亮度閃耀，科學家們可利用爆炸的表觀亮度（隨著距離的增加而減弱）以及紅移測量值作為時間和空間的標記。反過來，這些信息揭示了宇宙在不同時期膨脹的速度。

2011年諾貝爾物理學獎獲得者之一亞當·里斯表示：“在許多方面，最新的Pantheon+分析是全球觀察家和理論家在破譯宇宙本質(zhì)方面二十多年辛勤努力的結(jié)晶。”

新分析將數(shù)據(jù)作為一個整體，并認為宇宙的66.2%表現(xiàn)為暗能量，其余33.8%是暗物質(zhì)和物質(zhì)的組合。

Pantheon+得出的另一個關(guān)鍵結(jié)果則是確定了當前宇宙的膨脹率，即哈勃常數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)哈勃常數(shù)為73.4（km/s）/Mpc差距，不確定性僅為1.3%。

研究人員表示，通過Pantheon+數(shù)據(jù)集，他們可獲得從暗物質(zhì)主導到暗能量主導的宇宙精確視圖。這是一個獨特的機會，可看到暗能量如何開啟并推動了宇宙最大規(guī)模的演化。現(xiàn)在用更有力的統(tǒng)計證據(jù)來研究這種轉(zhuǎn)變，有望對暗能量的神秘本質(zhì)產(chǎn)生新的認識。

總編輯圈點

暗物質(zhì)和暗能量在宇宙中可謂“不按常理出牌”，對現(xiàn)有的物理理論模型構(gòu)成挑戰(zhàn)。盡管有不少間接證據(jù)證明它們確實可能存在，但與我們能探測到的能量和物質(zhì)相比，暗能量和暗物質(zhì)無法吸收、反射和輻射光，所以它們均沒有被現(xiàn)有技術(shù)手段直接探測到。宇宙中到底有多少暗能量和暗物質(zhì)，它們有哪些神奇的特征？這些都有待被進一步論證、探測和計算。最新研究估算出暗物質(zhì)和暗能量在宇宙中的占比，讓我們對這兩位神秘的“黑衣人”又有了更多認識。

（原標題《破譯宇宙成分研究二十年結(jié)果出爐——暗能量與暗物質(zhì)獲迄今最精確計算》）