2011年诺奖又遭一击条件假定不对暗能量研讨靠谱吗?

（原标题：2011年诺奖又遭一击：条件假定不对，暗能量研讨靠谱吗？）

汹涌新闻记者 虞涵棋

占到世界的近70%,推进世界加快胀大，却又不知从何而来，是何形状。即便获得了2011年诺贝尔物理学奖的敲章认证，暗能量依然是地理物理学界最“玄”也最“悬”的概念之一。

当地时间3月5日，坐落德国海德堡的马克斯·普朗克地理学研讨所宣告，玛利亚·贝格曼（Maria Bergemann）领导的科学团队用更先进的模型调研了42颗恒星的光谱，然后分分出其间化学元素的含量。

详细的定论是，在曩昔130亿年内，银河系中锰与铁元素的相对份额坚持稳定。而这个发现直接挑战了现有对暗能量、世界胀大率（哈勃常数）的丈量方法。

等等，星星的光谱怎样就牵扯到暗能量，乃至世界胀大了？这中心的推理进程可谓是山路十八弯，触及地理学许多不同范畴的常识。

为了便利了解，先来一个简略的逻辑整理：

2011年诺奖：Ia型超新星的亮度相同（即“规范烛光”概念）→比照“规范烛光”和实践看到的Ia 型超新星亮度就能反推出它们的间隔→Ia型超新星正在加快远离地球→世界正在加快胀大→存在推进世界加快胀大的力气，便是暗能量

马普地理学：不同的超新星迸发会洒出不同份额的锰和铁元素→星系中的锰/铁元素份额大致稳定→假如要构成这样的元素份额，Ia型超新星迸发的方法必定不止一种→不同迸发方法的Ia型超新星的亮度不同→Ia型超新星的亮度不尽相同

事实上，近两年不断有新的勘探数据并不兼容暗能量的存在。就在2个月前，韩国延世大学在美国地理学年会上陈述称，Ia型超新星的亮度与恒星群年纪存在明显的相关性。把超新星因年纪导致的亮度演化考虑进去之后，就再也没有暗能量导致改变的空间了。

虽然切入视点和解说机制不同，德国与韩国的这两项研讨都直指Ia型超新星并非此前确定的“规范烛光”。以它们为标杆核算世界胀大，或许存在丧命的过错条件。

超新星：天女散花

同是世界中的恒星，因质量不同、环境不同，宿命也不同。咱们小小的太阳或许只会平息成一颗平凡的白矮星，但也有一些大质量的恒星会在晚期剧烈爆破，成为一颗时间短存在而极端亮堂的“星”：超新星。

前文所述的Ia型超新星，一般是由一颗白矮星加上一颗一般的恒星构成的。白矮星不断从不幸的同伴那里吸收外层的氢，本身质量随之添加，等到达一个“钱德拉塞卡极限”（约1.44倍太阳质量）时，依据物理学的基本定律，它一定会爆破。

因为Ia型超新星都是在这个质量迸发的，亮度也就相同。在这个“规范烛光”假定上，地理学家很开心肠核算出Ia型超新星的间隔，并勾勒出世界胀大和暗能量的故事。

超新星在世界演化还起到了天女散花的效果。世界大爆破之初只要氢、氦元素，随后在恒星活动中逐步聚变出碳等更重的元素。

但锰、铁这样量级的元素，必得超新星这样高能的“熔炉”才干炼成，跟着爆破散播到世界星云中，成为酝酿子孙恒星的质料。

换句话说，锰、铁元素是由代代超新星爆破累积出来的，越年青的星系往往越富含金属元素。

锰/铁份额: 130亿年如一

问题就出在锰的含量上。

不同元素的原子因结构不同，会散发出不同的光谱。因此，从20世纪前期开端，地理学家们就会用恒星大气层中散发出的光谱，来剖析其间究竟包含了哪些化学元素。

不过，这些初期的模型比较粗糙，在许多细节问题上都简化处理了。跟着多学科的开展，包含原子光谱精细结构、恒星热动力学、流体力学，乃至超算才能的前进，玛利亚·贝格曼团队所运用的的先进版光谱东西才成为或许。

有意思的是，有些元素，比方铁，用大略版和现金版光谱剖析的成果是差不多，而另一些元素，比方锰，间隔就很大了。

贝格曼团队运用甚大望远镜和凯克望远镜追寻了42颗恒星（最陈旧的一颗构成于130亿年前）。依据这些恒星的相对年纪，研讨人员得以复原出银河系中锰元素和铁元素含量的演化。

令人惊奇的是，在这130亿年内，银河系中和银河系周边的锰/铁元素的份额大致稳定，几乎是个常数。

“规范烛光”不规范了

因为不同方式的超新星爆破会散播出不同份额的锰和铁元素，假如说Ia型超新星一般由一颗白矮星吸收伴星质量爆破而成，那么这个份额就不对了。

依据贝格曼的核算，假如要让锰/铁元素份额坚持在这样的常数，那么只要四分之一的Ia型超新星爆破由上述经典模型诞生，其他四分之三都是别的的方式，例如两颗白矮星或两颗恒星。

这些方式到达爆破条件的质量不同，因此构成的超新星亮度也不同。Ia型超新星就此失去了“规范烛光”的特殊性，也无法用于精确丈量星系间隔和世界胀大。

贝格曼团队的这一定论当然会引起学界的反复推敲，但据马普地理所泄漏，加州理工学院的一个团队在数个矮星系中获得了类似的成果。

欧空局的GAIA太空望远镜将在2021年揭露第三期勘探数据，其间就或许触及到不同品种的Ia型超新星。

无论如何，面临现有种种不符的依据，世界学家们或许要从头验算一遍哈勃常数和暗能量了。