什么？暗能量在减弱？

自大约138亿年前的大爆炸以来，宇宙便一直在膨胀。20多年前，天文学家在观测了遥远星系中的一种特定类型的超新星爆炸后，更是首次发现宇宙的膨胀并未像预期那样因引力的作用而减缓，反而是在加速。这种驱动宇宙加速膨胀的幕后无形力量，也被称为暗能量。

宇宙学家通常认为暗能量是恒定的，也就是说它在过去和将来都将是一样的。这也最终促成了主流宇宙学模型，即ΛCDM模型的建立。

在这个模型中，宇宙的组成成分有三种：普通物质仅占宇宙的5%，包括恒星、行星、气体、尘埃等我们能观测到的物质；约25%是由本质未知的暗物质构成；还有高达约70%则是由同样神秘的暗能量构成。(ΛCDM中的“Λ”代表暗能量的简单情况，它是一个宇宙学常数，而“CDM”则是冷暗物质。)

ΛCDM模型非常成功地解释了大尺度宇宙结构和膨胀历史。例如，最近位于智利的阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）合作组刚刚发布了迄今为止最清晰的宇宙“婴儿时期”的图像。ACT的观测数据为ΛCDM模型提供了迄今最严格的检验，没有发现任何偏离ΛCDM模型的迹象。

ACT绘制了迄今为止最清晰的宇宙微波背景，详见：。（图/ACT Collaboration; ESA/Planck Collaboration）

然而，近期另一项研究却暗示着，ΛCDM模型也许需要被修正。

暗能量会变化？

去年四月份，由70多个机构的900多名研究人员组成的暗能量光谱仪（DESI）合作组宣布了一个令人震惊的发现：在分析完DESI的第一年数据后，他们发现暗能量可能在变弱。也就是说，在过去，宇宙加速膨胀的速度比现在更快。

DESI安装在基特峰国家天文台的梅奥尔望远镜上，它通过观测遥远的天体来研究暗能量。（图/DESI Collaboration/DOE/KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/M. Sargent）

许多宇宙学家预计，随着DESI数据的增加，这一结论大概率会消失。但近日，DESI合作组再次宣布，通过分析DESI前三年收集的数据（涵盖了近1500万个星系和类星体），新的结果进一步支持了去年的结果。

DESI配备了5000个机器眼睛，可以同时捕获来自5000个星系的光。（图/DESI Collaboration）

单独来看，DESI的数据与ΛCDM模型是一致的。然而，当与其他不同类型的观测数据（包括宇宙微波背景、超新星观测和弱引力透镜）结合时，更强有力的证据指向了暗能量确实在随时间减弱，这与ΛCDM模型中暗能量的恒定假设不符。

具体来说，暗能量由参数w来描述。在ΛCDM模型中，w为恒定值-1。而DESI的最新联合分析结果表明，w在过去的宇宙中可能低于-1.4，而随着时间的推移，w逐渐上升到接近-0.8。

DESI绘制的新图包含了近1500万个星系和类星体，两个“扇形”对应DESI的两个主要观测区域。（图/DESI Collaboration and KPNO NOIRLab/NSF/AURA/R. Proctor）

DESI的新结果也得到了另一个任务的支持。近日，“暗能量巡天”（DES）团队也发布了与DESI相似的结论。DES采用多种方法测量暗能量，其最新结果同时使用了重子声学振荡与超新星的数据。当与宇宙微波背景数据相结合时，DES团队也观测了与ΛCDM模型的偏差。

然而，无论是DESI还是DES，他们的结果都还没有达到5σ结果——这是宣布物理学发现的黄金标准。因此，虽然目前的结论指向了一个随时间变化的暗能量，但我们在下结论之前还需要耐心等待，因为DESI还有两年的数据尚待分析。

未来几年，还将有其他观测项目提供更多的数据，包括欧几里得空间望远镜（详见：）、薇拉·鲁宾天文台（预计明年在智利开始运行），以及计划于2027年发射的南希·格雷丝·罗曼空间望远镜。

对所有研究暗能量的理论家而言，未来十年将是激动人心的时代。

#参考来源：

https://newscenter.lbl.gov/2025/03/19/new-desi-results-strengthen-hints-that-dark-energy-may-evolve/

https://newscenter.lbl.gov/2025/03/19/desi-opens-access-to-the-largest-3d-map-of-the-universe-yet/

#图片来源：

封面图&首图：DESI Collaboration/DOE/KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/R.Proctor