“早期暗能量”还是让宇宙年轻十亿岁

最近，在arXiv.com预印网站上发表的两篇研究论文显示，研究人员可能从阿塔卡马宇宙望远镜(ACT)2013年至2016年收集的数据中首次发现了“早期暗能量”的迹象。

如果这个想象中的“早期暗能量”真的存在，宇宙的年龄将比目前的测量值年轻十亿岁以上。

理论与观察的矛盾。

暗能量是宇宙中无处不在但又难以捉摸的成分，它可以加速宇宙的膨胀。现在，宇宙学家可能已经发现了第二暗能量的信号，它可能存在于BIGBANG之后30万年。

据悉，测得的宇宙膨胀速度与早期宇宙的数据并不匹配，如果“早期暗能量”的发现能够得到证实，科学家或许能够解决这个问题。

不过，研究人员也表示，这些数据还只是初步的，不足以高可靠性地探测到“早期暗能量”。然而，研究人员表示，ACT或SPT的进一步观察可以提供更详细的数据。哥伦比亚大学的宇宙学家科林希尔(Colin Hill)说：“如果早期宇宙真的充满了‘早期暗能量’，我们应该能够看到一个强烈的信号。”

ACT和SPT都是为了绘制宇宙微波背景(CMB)而设计的，这是BIGBANG后宇宙中第一缕自由传播的光。对于宇宙学家来说，CMB是他们宇宙学理论的重要支柱之一。通过描绘CMB全天各个方向的细微差异，研究人员找到了“宇宙学标准模型”的有力证据。这个模型用三个初始参数描述了宇宙的演化：暗能量、暗物质和普通物质。暗物质和暗能量一样神秘，是星系形成的主要原因。我们熟知的普通物质不到宇宙总能量/质量的5%。

目前，最好的CMB观测结果是由欧洲航天局2009年至2013年的普朗克任务得出的。根据宇宙学的标准模型，科学家可以通过计算普朗克任务的数据来预测宇宙应该膨胀多快。近10年来，对超新星爆发等现象的观测，使科学家们对宇宙膨胀速度的测量越来越精确，但测得的膨胀速度比普朗克任务获得的膨胀速度快5%-10%。

理论物理学家认为，对标准模型的大量修改可以解释这种差异。两年前，美国约翰斯霍普金斯大学的宇宙学家马克卡蒙科夫斯基和他的同事们表明，可以在标准模型中增加一个额外的字符——“早期暗能量”。“早期暗能量”可能是类似于液体的东西，它会在BIGBANG之后的几十万年内消失之前渗透到宇宙中。

仍然需要对不同的模型进行交叉检查。

与“普通”暗能量不同，“早期暗能量”不会强大到足以导致宇宙加速膨胀。但是它会让BIGBANG中产生的等离子体以更快的速度冷却。这将影响科学家解读CMB的方式。具体来说，它涉及到利用整个宇宙的等离子体冷却成气体之前的声音传播距离来计算宇宙的年龄和宇宙的膨胀率(即重子声振荡相关问题)。普朗克任务和其他类似的观测都是利用这种效应在天空留下的印记来计算的。

最新研究发现，与标准宇宙学模型相比，具有“早期暗能量”的宇宙学模型更符合ACT在CMB观测到的偏振信息。希尔说，用“早期暗能量”模型解释ACT观测到的CMB数据，宇宙年龄将为124亿岁，比标准模型计算的138亿岁小11%。因此，宇宙的膨胀速度应该比标准模型预测的快5%，更接近天文学家计算的结果。

然而，普朗克任务小组的一名成员警告说，ACT的数据与普朗克小组计算的数据不一致。虽然ACT的偏振数据支持“早期暗能量”的存在，但不清楚主数据集——CMB的温度分布——是否表现出同样的偏差。她补充说，由于这些原因，有必要将结果与标准贯入试验数据进行交叉核对。

美国芝加哥大学的天文学家温迪弗里德曼说：“追求不同的模型，并将其与标准模型进行比较，这一点非常重要。”