物理学家可能需要提出一种新的宇宙运作理论，因为一项暗能量实验得出了令人困惑的结果。
一个国际科学家团队发布了一张“宇宙3D地图”，该地图基于暗能量光谱仪（DESI）的数据构建。
这张地图包含了超过1400万个星系的信息，这些数据由位于亚利桑那州梅奥尔望远镜的DESI设备收集。
结果表明，暗能量——一种被认为是大爆炸后宇宙加速膨胀背后神秘现象——正在减弱。
那么，这意味着什么？我们是否需要重写物理教科书？
我们需要重新思考爱因斯坦的宇宙理论吗？
目前还不需要。
数据仍然支持爱因斯坦的相对论，但它开始质疑大爆炸后宇宙的构成。
当前的模型——被称为Λ-CDM模型——假设宇宙由于一个由希腊字母Λ表示的“宇宙常数”而膨胀。
宇宙常数最早由爱因斯坦于1917年提出，它不同于告诉我们宇宙膨胀速度的哈勃常数，它控制着暗能量。
昆士兰科技大学研究员、DESI项目合作者罗萨娜·鲁杰里表示，Λ-CDM模型是我们理解宇宙的“支柱”。
“它基本上是最简单且最广泛接受的模型，”
她说。
研究人员目前质疑的是暗能量是恒定的这一观点。
DESI实验开始暗示，暗能量可能根本不是恒定的，而是随时间变化的。
“我们已经将数据量和数据翻倍，这确实提高了我们测量的精度，”鲁杰里博士说。
“我们仍然发现这些迹象，表明可能有一些比宇宙常数更复杂的东西在空间中渗透。”
科学家们正在使用梅奥尔望远镜上的暗能量光谱仪绘制宇宙地图。(提供：KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/B. Tafreshi)
昆士兰大学天体物理学家塔玛拉·戴维斯表示，其他大型天文学项目，如暗能量巡天，也开始指向这一观点。
“这组新数据正在进一步推动这一方向，”她说。
他们有多确定暗能量正在减弱？
来自世界各地的科学家将DESI收集的数据与来自其他望远镜的宇宙微波背景（大爆炸后留下的光）、超新星以及星系引力如何扭曲光线的信息进行了交叉验证。
尽管研究人员非常谨慎地检查和重新检查了他们的结果，但他们仍然不完全确定这些发现是否纯属偶然。
物理学家使用统计测量来判断他们的理论有多强。目前，DESI的结果结合所有其他信息，最高达到了“4.2西格玛”。
鲁杰里博士表示，5西格玛的测量意味着结果纯属偶然的概率极低。
“通常的标准是，一旦你发现5西格玛的张力……你就说你发现了新物理学，”她说。
这个4.2西格玛的数字来自于将DESI的数据与其他望远镜调查的数据进行比较。更多的DESI数据和其他来源的信息应该有助于团队达到神奇的5西格玛。
戴维斯教授表示，尽管团队在检查和验证数据方面付出了巨大努力，但仍有可能是数据中的统计波动或小系统误差导致了这一结果。
如果当前模型是错误的，大爆炸后发生了什么？
如果结果正确且暗能量不是恒定的，科学家将需要一种新的理论来解释它在宇宙中的作用。
但鲁杰里博士表示，这一新理论仍然存在疑问。
“一旦我们打开暗能量不是宇宙常数的可能性，理论物理学家已经建立了许多不同的模型。”
有一些潜在的领先理论——包括一种称为“第五元素理论”的理论——可能最终能够将相对论与现代物理学的另一大支柱量子科学联系起来。
但戴维斯教授表示，理论家们需要回到绘图板上，提出一种新的理论来适应所有数据。
“理论家们正在大展拳脚，”
她说。
接下来会发生什么？
DESI目前只完成了其预期运行的一小部分：它已经观测了1400万个星系，而总目标是4000万个。
这4000万个星系可能会为物理学家提供足够的信息来推翻宇宙的标准模型——或者可能不会。
其他望远镜，如欧空局的欧几里得望远镜，它刚刚发布了数十万个星系的丰富数据，可能有助于支持一个新的宇宙模型。
欧几里得深场星系的特写（放大70倍）。(提供：ESA)
但无论DESI是否能够推翻标准模型，它都将能够提供有关宇宙的其他信息。
鲁杰里博士表示，合作项目正在研究神秘的中微子粒子。
另一项研究重力的项目可能最终会挑战爱因斯坦的相对论——但需要更多的研究来证实这一点。
“实际上，它的完成速度比我们预期的要快得多，”鲁杰里博士说。
戴维斯教授对DESI实验的速度和规模感到兴奋。
它可以在一个晚上完成其他老式望远镜需要数年才能完成的观测。
它和其他新项目还可以捕捉到非常精细的宇宙历史数据。
“当这束光开始向我们传播时，太阳还没有变成恒星——它只是一团气体云，”戴维斯教授说。
“我们正在看着历史展开，当我们观察这些穿越宇宙的古老光线时，它首先碰到的是我们望远镜的镜子。”
