美國天體物理學家的一項分析，對宇宙的組成和演化設置了迄今為止最精確的限制。通過這種被稱為Pantheon+的分析，宇宙學家確認宇宙由大約三分之二的暗能量和三分之一的物質組成，這種物質主要以暗物質的形式，在過去數十億年中加速膨脹。研究結果近日發表在《天體物理學雜誌》特刊上。

 G299的圖像，這是一顆Ia型超新星留下的殘餘物，這種類型的宇宙爆炸有助於發展對暗能量和暗物質的精確描述。(圖片來源：NASA/CXC/U.Texas)

暗能量和暗物質都是宇宙學標準模型的基石，但還沒有被直接探測到，因此也是該模型的最大謎團。此次通過將現代宇宙學理論（標準模型）置於更堅實的證據和統計基礎上，Pantheon+等同於關閉了解釋暗能量和暗物質的其他替代模型的大門。

Pantheon+基於同類中最大數據集，包括1500多個稱為Ia型超新星的恆星爆炸。由於Ia型超新星的亮度超過了整個星系，因此可在超過100億光年的距離看到恆星爆炸。鑑於超新星以幾乎均勻的亮度閃耀，科學家們可利用爆炸的表觀亮度（隨著距離的增加而減弱）以及紅移測量值作為時間和空間的標記。反過來，這些信息揭示了宇宙在不同時期膨脹的速度。

2011年諾貝爾物理學獎獲得者之一亞當·里斯表示：“在許多方面，最新的Pantheon+分析是全球觀察家和理論家在破譯宇宙本質方面二十多年辛勤努力的結晶。”

新分析將數據作為一個整體，並認為宇宙的66.2%表現為暗能量，其餘33.8%是暗物質和物質的組合。

Pantheon+得出的另一個關鍵結果則是確定了當前宇宙的膨脹率，即哈勃常數。研究發現哈勃常數為73.4（km/s）/Mpc差距，不確定性僅為1.3%。

研究人員表示，通過Pantheon+數據集，他們可獲得從暗物質主導到暗能量主導的宇宙精確視圖。這是一個獨特的機會，可看到暗能量如何開啟並推動了宇宙最大規模的演化。現在用更有力的統計證據來研究這種轉變，有望對暗能量的神秘本質產生新的認識。