焦点热讯:破译宇宙成分研究二十年结果出炉——暗能量与暗物质获迄今最精确计算|总编辑圈点

G299是由一类称为IA型的特殊超新星遗留下来的。图片来源：NASA/CXC/得克萨斯州立大学

科技日报记者 张梦然

(资料图片仅供参考)

美国天体物理学家的一项分析，对宇宙的组成和演化设置了迄今为止最精确的限制。通过这种被称为Pantheon+的分析，宇宙学家确认宇宙由大约三分之二的暗能量和三分之一的物质组成，这种物质主要以暗物质的形式，在过去数十亿年中加速膨胀。研究结果近日发表在《天体物理学杂志》特刊上。

暗能量和暗物质都是宇宙学标准模型的基石，但还没有被直接探测到，因此也是该模型的最大谜团。此次通过将现代宇宙学理论（标准模型）置于更坚实的证据和统计基础上，Pantheon+等同于关闭了解释暗能量和暗物质的其他替代模型的大门。

Pantheon+基于同类中最大数据集，包括1500多个称为Ia型超新星的恒星爆炸。由于Ia型超新星的亮度超过了整个星系，因此可在超过100亿光年的距离看到恒星爆炸。鉴于超新星以几乎均匀的亮度闪耀，科学家们可利用爆炸的表观亮度（随着距离的增加而减弱）以及红移测量值作为时间和空间的标记。反过来，这些信息揭示了宇宙在不同时期膨胀的速度。

2011年诺贝尔物理学奖获得者之一亚当·里斯表示：“在许多方面，最新的Pantheon+分析是全球观察家和理论家在破译宇宙本质方面二十多年辛勤努力的结晶。”

新分析将数据作为一个整体，并认为宇宙的66.2%表现为暗能量，其余33.8%是暗物质和物质的组合。

Pantheon+得出的另一个关键结果则是确定了当前宇宙的膨胀率，即哈勃常数。研究发现哈勃常数为73.4(km/s)/Mpc差距，不确定性仅为1.3%。

研究人员表示，通过Pantheon+数据集，他们可获得从暗物质主导到暗能量主导的宇宙精确视图。这是一个独特的机会，可看到暗能量如何开启并推动了宇宙最大规模的演化。现在用更有力的统计证据来研究这种转变，有望对暗能量的神秘本质产生新的认识。

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暗物质和暗能量在宇宙中可谓“不按常理出牌”，对现有的物理理论模型构成挑战。尽管有不少间接证据证明它们确实可能存在，但与我们能探测到的能量和物质相比，暗能量和暗物质无法吸收、反射和辐射光，所以它们均没有被现有技术手段直接探测到。宇宙中到底有多少暗能量和暗物质，它们有哪些神奇的特征？这些都有待被进一步论证、探测和计算。最新研究估算出暗物质和暗能量在宇宙中的占比，让我们对这两位神秘的“黑衣人”又有了更多认识。

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