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宇宙加速膨胀致98%星系“隐匿”,人类正与时间赛跑捕捉最后微光

   时间:2026-05-02 00:16:38 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在浩瀚无垠的宇宙面前,人类所能观测到的范围,犹如一本厚厚画册中仅被翻开的一角。近期,一项令人深思的天文研究结论指出,在所有星系中,大约98%的部分,无论未来望远镜技术如何先进,人类都将永远无法观测到。这一结论并非源于观测设备的局限,而是由宇宙空间本身的膨胀特性所决定。

空间并非虚无,它更像一张被不断拉伸的弹性膜,星系如同镶嵌在膜上的点,随着膜的扩张而彼此远离。衡量这种扩张速度的指标是哈勃常数,其数值虽小,但会随距离的增加而累积。例如,哈勃望远镜团队曾测得,每隔330万光年,星系因宇宙膨胀而每秒远离地球74公里。当距离达到数百亿光年时,这种远离速度甚至会超过光速,但这并不违反相对论,因为相对论仅限制物体在空间中的运动速度,而非空间本身的膨胀速度。

由于这种膨胀,某些星系发出的光永远无法抵达地球。它们的光在传播过程中,脚下的“空间之路”却在以更快的速度向后延伸,导致光与地球之间的距离不断拉大。天文学家将这一无法跨越的界限称为“宇宙视界”,视界之外的天体与地球之间已失去一切因果联系,物理上不再属于同一个可交流的世界。

推动宇宙加速膨胀的幕后力量是一种神秘的存在——暗能量。在当今宇宙的总成分中,暗能量占据了约68%的比例。与普通物质不同,暗能量不会随空间的扩大而稀释,反而像一种嵌入时空背景的“反向压力”,随着空间的膨胀而不断增强,进一步加剧了星系的远离。

关于暗能量的性质,科学界一直存在争议。它究竟是恒定不变的还是随时间变化的?这一问题在2026年迎来了重要进展。当年4月16日,由全球70多家科研机构、900余名科学家共同参与的“暗能量光谱仪”(DESI)项目宣布,完成了为期五年的光谱巡天观测计划,获取了超过4700万个星系和类星体的光谱数据,并记录了2000万颗银河系恒星的数据。这是人类目前绘制的最大一份宇宙三维地图,中国科学院国家天文台的多个团队在数据处理和暗能量动力学分析等环节发挥了关键作用。

DESI项目的探索并未止步。按照规划,其观测将持续至2028年,宇宙地图覆盖的天区面积将从14000平方度扩展至约17000平方度,首批完整的暗能量研究结果预计于2027年发布。此前,DESI合作组已在2025年发布过关于暗能量的重要成果。科研人员利用前三年数据,结合其他巡天信息,发现暗能量对宇宙膨胀的影响可能随时间推移而减弱,这一发现暗示可能存在超出现行宇宙标准模型的新物理。

同年,中国国家天文台正式公布相关进展。由国家天文台研究员赵公博领衔的国际科研团队基于DESI项目数据,证实暗能量并非恒定不变,而是可能具有动力学属性。这一发现为理解宇宙加速膨胀背后的物理机制提供了全新视角和关键证据。将这些新发现串联起来看,宇宙的膨胀不仅在持续,而且在某些阶段可能更为剧烈,视界的边界也在不断向内收缩。

更令人感慨的是,即便是目前能够观测到的那2%的星系,也并非永远安全。随着时间的推移,一些遥远的星系会逐渐跨过视界临界点,从人类的观测名单中消失。这种告别无声无息,某个无人在意的瞬间,一束光可能成为某个星系送给地球的最后“问候”,随后便永远消失在宇宙的黑暗中。

围绕宇宙膨胀速度的测量,科学界还存在另一个长期未解的问题——“哈勃张力”。基于早期宇宙数据的标准宇宙学模型拟合结果与基于晚期宇宙观测数据的结果存在显著差异,两种主流方法测得的哈勃常数差距接近5个标准差。一边的计算结果约为67,另一边的测量结果约为73,多年来双方各执一词,普朗克卫星和韦布望远镜的观测数据也未能达成一致。这种数据上的矛盾,反而暗示宇宙膨胀背后可能隐藏着人类尚未认知的物理机制。

将视野拉得更远,设想在几千亿年之后,银河系所在的本星系群之外的所有星系都将退到视界以外。如果那时仍有文明存在,他们抬头看到的天空将是一片死寂的黑暗,看不到星系红移,也找不到任何能证明宇宙在膨胀的直接线索。大爆炸理论对他们而言,可能只是一个缺乏证据支持的传说,因为所有关键证据都已跑到光速无法触及的地方。

从这个角度看,人类目前所处的时代堪称宇宙的“黄金观测期”。能够观测到这2%的星系已属幸运,每一束进入望远镜的光都是穿越上百亿年时空、历经无数次膨胀拉扯后幸存下来的“幸运儿”。这种“看一眼少一眼”的紧迫感,促使人类不断加快观测步伐。中国的巡天空间望远镜、薇拉·鲁宾天文台以及JWST的持续观测,都是在与那扇正在关闭的宇宙之门赛跑。

在这一过程中,人类活动的物理边界早已被限定。真正能够交互、探索和交换信号的范围,被限制在本星系群之内。所谓“征服整个宇宙”的浪漫幻想,在宇宙膨胀的现实面前显得苍白无力。然而,这并不令人沮丧。明知宇宙之门正在关闭,却仍想在缝隙合上之前看清门外的世界——这种执着,正是科学最动人的魅力所在。望远镜、探测器和方程式,都是人类与那98%的黑暗较量的工具。宇宙没有承诺给人类完整的答案,只留下一个逐渐收缩的观测窗口。能够在这个窗口里看明白一点东西,已经足够珍贵。

 
 
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