​當我們向四面八方看時，我們看到遙遠的星系正在遠離我們，它們的光由於宇宙膨脹而發生紅移。自從1929年埃德溫·哈勃計算星系距離和紅移之間的關係以來，人們就知道了這一點。然後在20世紀90年代末，兩項關於遙遠超新星的研究發現宇宙的膨脹正在加速，科學家稱某種暗能量一定在推動宇宙膨脹。

暗能量現在是宇宙學一致性模型的一部分，它被認為佔宇宙物質能量的68%。雖然有大量資料支援暗能量，但該模型也存在問題，新的研究甚至表明它可能不存在。這是一個大膽的斷言，讓我們看看資料。

哈勃引數原始關係(左)與現代度量(右)

星系紅移和星系距離之間的關係現在被稱為哈勃常數，或者更通俗的說是哈勃引數。通過測定哈勃引數和測量宇宙中物質的密度，我們可以確定宇宙中有多少暗能量。星系的紅移很容易確定，但測量距離卻很困難。

哈勃通過觀察造父變星來確定距離，造父變星具有很強的週期光度關係。通過測量造父變星的週期，你就知道了它的絕對星等(真實亮度)。將其與視星等(視亮度)進行比較，你就知道了恆星的距離。

這種方法只適用於不到2000萬光年遠的星系中的造父變星。對於非常遙遠的星系，天文學家觀察到一種被稱為Ia型的超新星。當白矮星爆炸成超新星時，它們的絕對星等相當相似。就像造父變星可以用來計算距離一樣，這些超新星也可以。超新星足夠亮，可以用來測量數十億光年外星系的距離。暗能量的第一個證據是通過觀測遙遠的Ia型超新星發現的。

Ia型超新星是如何形成的

關於Ia型超新星的一個基本假設是，無論它們發生在宇宙的什麼地方，它們的最大亮度都是相同的。這是有道理的，因為白矮星有一個被稱為錢德拉塞卡極限的絕對最大品質(大約1.4倍太陽品質)。所以超新星爆炸的品質和能量都差不多，所以亮度也一樣。這是通過觀測離我們近2000萬光年的超新星得到證實的。

隨著研究的深入，人們發現並非所有的Ia型超新星都是相同的。它們可以在單個白矮星爆炸時發生，也可以在兩個白矮星合併時發生。事實上，合併版本似乎更為常見，在這些版本中，品質可以大於錢德拉塞卡極限。還有一種被稱為Iax型的變種，白矮星不會完全爆炸。兩者的亮度都與標準版本不同，這可能會影響你的距離測量。

雖然這使得距離測量更加複雜，但這是天文學家可以彌補這點的。這些超新星的亮和暗的方式（稱為它們的光曲線）有細微的區別，因此它們通常是可以區分的。但是物理定律在宇宙的任何地方都是一樣的，所以只要我們選擇正確的超新星並根據一些因素進行調整，我們的距離測量應該是好的。至少我們是這麼認為的。

一項新的研究對我們關於Ia型超新星的假設提出了質疑。在9年多的時間裡，該團隊對超新星發生的所有鄰近星系進行了詳細的光譜觀測。由此，他們計算了這些星系的年齡。他們還研究了這些星系中超新星的光曲線。由於這些星系都在造父變星的範圍內，研究小組無需對超新星做任何假設就能知道它們的距離。

有了所有這些資料，他們接著觀察超新星的光曲線是否與宿主星系中恆星的整體年齡有關。他們發現了一種強大的關係。換句話說，超新星的亮度會隨著時間的推移而變化，而假設它們都是相同的並不完全成立。

超新星演化與宇宙膨脹的比較

由於光速的原因，當我們觀察遙遠的星系時，我們看到的是更年輕的星系。它們的光到達地球需要幾十億年。如果超新星演化是真的，我們對宇宙加速和暗能量的測量可能是錯誤的。事實上，當團隊將他們的進化模型與加速模型進行比較時，他們發現結果是一樣的。他們的進化模型消除了對暗能量的需求，看起來加速膨脹的宇宙可能是由超新星演化造成的。如果他們是對的，那麼暗能量可能就不存在了。

這是一個驚人而重要的結果，但我們不應該過早下結論。雖然超新星演化的證據看起來相當有力，但目前只有鄰近星系的資料。為了消除暗能量，研究小組假設他們的模型可以擴充套件到很遠的地方。目前的模型假設超新星不會在很遠的地方演化。從宇宙微波背景和大尺度星系的聚集方式的觀察中，也有其他證據表明暗能量的存在。仍有大量證據表明暗能量存在。

但這項新研究可能有助於解開另一個謎，即所謂的哈勃張力。基本上，我們不能完全確定哈勃常數是多少。宇宙背景等方法給出的數值約為67 (km/s)/Mpc，而超新星測量給出的數值約為73 (km/s)/Mpc。這種超新星的演化可能不會消除暗能量，但它可能有助於解決哈勃結果中的緊張關係。不管怎樣，這個結果是令人興奮的。