伊斯坦堡技術大學（Istanbul Technical University, ITU）的研究團隊近期重新檢視一項替代性重力理論，探討暗能量在宇宙早期可能呈現負密度的數學可能性。這項研究由 ITU 物理系教授奧茲古爾·阿卡蘇（Özgür Akarsu）領導，並於 2025 年發表在《物理評論D》（Physical Review D）期刊上。

重探愛因斯坦重力理論的遺漏分支

研究團隊並未提出全新的暗能量解釋，而是重新檢視稱為「平行引力 $f(T)$ 重力」（teleparallel $f(T)$ gravity）現有框架中較少受到關注的部分。愛因斯坦的廣義相對論透過時空曲率解釋重力，而平行引力則透過稱為「扭率」的性質來描述重力。過去科學家多半假設暗能量密度應始終為正，而阿卡蘇及其同事選擇移除這項限制，進而揭示宇宙演化的截然不同圖景。

根據團隊計算，即使宇宙目前的物質含量相同，也可能出現兩種不同的宇宙歷史。其中一種數學解與標準宇宙學模型相似，另一種則預測有效暗能量在遙遠過去具有負密度。此數值在大約紅移 1.5、也就是約 9.5 億年前達到零，隨後轉為正值並維持至今。

各方學者與暗能量觀測的最新反應

這項研究結合了多位國際學者的投入，包括 ITU 博士後研究員 N·梅爾韋·烏尊（N. Merve Uzun）、博士生比拉爾·布爾杜克（Bilal Bulduk）、杜古什大學（Doğuş University）教授尼漢·卡蒂爾奇（Nihan Katırcı），以及京都大學基礎物理研究所（Yukawa Institute for Theoretical Physics）教授安東尼奧·德費利切（Antonio De Felice）。

暗能量密度可能發生符號轉變的概念，近年來受到「暗能量光谱儀」（DESI）觀測數據的關注。DESI 追蹤數百萬個星系與類星體的位置，其於 2025 年 3 月公布的觀測結果增強了暗能量可能並非固定常數的跡象。不過，科學界對於這些數據的解讀仍保持審慎態度，並持續尋找能夠解釋「哈伯張力」（Hubble tension）等宇宙學難題的物理機制。

後續觀察與重力理論驗證

這項理論模型的優勢在於，暗能量的符號轉變並非人為強加，而是自然從修正重力理論的數學結構中湧現。此外，該模型在太陽系等高密度環境中會自然抑制對廣義相對論的偏離，因此與現有的精密重力測量結果相容。

從產業面與天文研究的發展來看，當前觀測數據與理論模型的碰撞正處於關鍵轉折點。如果未來 DESI 的完整五年數據能夠進一步證實暗能量隨時間變化的特徵，這不僅將改寫我們對宇宙膨脹史的認知，更可能為物理學界長年無解的哈伯張力提供突破口。對天文研究人員而言，接下來的挑戰將是如何透過星系結構生長與弱引力透鏡等觀測手段，嚴格檢驗這項替代性重力理論的真實性。

隨著 DESI 完成為期五年的觀測計畫，涵蓋超過 4,700 萬個星系與類星體的完整數據將為科學界提供更嚴苛的考驗。研究團隊接下來的重點，便是將此模型與 DESI 的完整觀測數據進行比對，以釐清這項不尋常的宇宙歷史是否能在未來的觀測中站穩腳步。

如果你對宇宙學的最新發展感興趣，不妨持續關注各大天文研究機構後續釋出的觀測數據，看看這些突破性的理論是否能經得起更嚴格的科學檢驗。

本文改寫整理自公開新聞來源，原始報導由Science Daily發布。

常見問題 FAQ

什麼是暗能量的符號轉變？

暗能量的符號轉變指的是有效暗能量的密度在宇宙早期可能呈現負值，隨時間推移在大約 9.5 億年前降至零，隨後轉為正值並持續至今的理論假設。

這項研究如何解釋哈伯張力？

研究團隊指出，透過修正重力理論自然產生的暗能量符號轉變，不僅與 DESI 的觀測數據相容，同時也提供了一種可能降低現今不同膨脹率測量方法之間矛盾的方法。

這項理論已經被證實了嗎？

尚未證實。這項研究目前仍處於理論推導階段，研究人員下一步必須將該模型與 DESI 的完整觀測數據進行嚴格比對，才能判定其是否符合實際觀測。

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