早期暗能量是宇宙加速膨胀推手？

本报讯 宇宙学家可能已经发现了第二种暗能量的迹象。这种“神秘”暗能量可能存在于大爆炸后的30万年里，推动了宇宙加速膨胀。

近日，两项发表于arXiv预印本服务器的独立研究提到，研究人员在2013年至2016年由智利阿塔卡马宇宙学望远镜（ACT）收集的数据中，初步发现了这种早期暗能量的踪迹。如果这些发现得到证实，将有助于解决一个长期存在的难题——宇宙膨胀率测量结果存在差异。

但这些数据只是初步的，不能确切表明暗能量是否真的存在。法国巴黎天体物理研究所宇宙学家Silvia Galli说：“我们要谨慎地将其视为新的物理学发现。”

“如果早期宇宙确实有暗能量，那么我们应该能看到一个强烈的信号。”ACT团队成员、哥伦比亚大学宇宙学家Colin Hill说。Hill是其中一篇论文的作者。

ACT和南极望远镜都旨在绘制宇宙微波背景辐射图（CMB）。通过绘制CMB的细微变化，研究人员发现了宇宙学标准模型的有力证据。这个模型描述了涉及3种主要成分的宇宙的演化：暗能量、暗物质和普通物质。

科学家曾利用欧洲航天局普朗克任务数据，在假设宇宙学标准模型是正确的前提下，预测了宇宙膨胀速度。但之后，基于对超新星爆炸的观测和其他技术，其他团队对膨胀率越来越精确的测量发现，这一速度比之前预测快了5%~10%。

于是，理论学家对标准模型提出了大量修正，以解释这种差异。两年前，约翰斯·霍普金斯大学宇宙学家Marc Kamionkowski和合作者提出了早期暗能量理论。他们认为，早期暗能量曾渗透在宇宙中，并在大爆炸后的几十万年里逐渐消失。科学家认为，早期暗能量不会强大到足以加速宇宙膨胀，但可能会导致大爆炸产生的等离子体冷却得更快。这将影响CMB数据的解释方式。

两项新研究发现，ACT的CMB偏振图更适合早期暗能量模型，而不是标准模型。Hill说，借助早期暗能量模型和ACT数据来解释CMB，意味着宇宙现在的年龄是124亿年，比标准模型计算出的138亿年小11%。相应的，当前的膨胀速度将比标准模型预测的速度快5%，该数据更接近目前天文学家的计算结果。

另一篇论文的合作者、法国蒙彼利埃大学天体物理学家Vivian Poulin说，其团队的分析与ACT团队的分析一致。

不过，作者承认，这些数据无法以高可信度证实早期暗能量的存在。但他们表示，ACT和南极望远镜的进一步观测可能很快就会提供更有力的证据。Galli则警告说，尽管ACT的偏振数据可能支持早期暗能量，但尚不清楚其他主要数据是否也如此。使用南极望远镜核实该结果至关重要。（唐一尘）

相关论文信息：

https://arxiv.org/abs/2109.04451

https://arxiv.org/abs/2109.06229