大约25年前，天体物理学家注意到宇宙中一些非常有趣的现象。由于埃德温·哈勃(Edwin Hubble)的观察，自20世纪20年代以来，人们就知道它处于膨胀状态。但是多亏了天文学家们用以他的名字命名的太空天文台(哈勃太空望远镜)所做的观察，他们开始注意到宇宙膨胀的速度正在加快!

这导致了一种理论，即宇宙中充满了一种无形而神秘的力量，被称为暗能量(DE)。在它被提出几十年后，科学家们仍在试图确定这种难以捉摸的力量，它占宇宙能量预算的70%。根据一个国际研究团队最近的一项研究，XENON1T实验可能已经发现了这种难以捉摸的力量，为未来的DE研究开辟了新的可能性。

这项研究由剑桥大学卡弗里宇宙学研究所(KICC)的研究员Sunny Vagnozzi博士和Luca Visinelli博士领导，意大利弗拉斯卡蒂国家核物理研究所(INFN)创新奖学金(FELLINI)研究员(由玛丽·斯克洛多夫斯卡-居里奖学金支持)。来自Theórique体质研究所(IPhT)、剑桥大学和夏威夷大学的研究人员也加入了他们的行列。

DM和DE都是兰姆达冷暗物质(LCDM)宇宙学模型的一部分，该模型假设宇宙中充满了冷的、缓慢移动的粒子(DM)，它们仅通过引力与正常物质相互作用。代表DE，它加速了宇宙的膨胀。由于它们只能通过观察它们对宇宙大尺度结构的影响来识别，传统的思维认为，这两种力都不会通过电磁力或弱或强核力与正常物质相互作用。

然而，一些DM理论假设与可见物质存在某种程度的相互作用，研究人员正在积极测试这一点。然而，没有更多的测试结果，天体物理学家和宇宙学家仍然不清楚DE是如何符合支配宇宙的物理定律的。到目前为止，可能的结果包括对爱因斯坦广义相对论(GR)的修正、新领域的存在或宇宙常数(CC)。正如Visinelli博士通过电子邮件告诉《今日宇宙》的那样:

他们的工作基于一项新的研究，该研究超越了标准的LCDM宇宙学模型，考虑到DE通过影响光的性质(如偏振、颜色、方向)与光相互作用。然而，这些相互作用可能受制于筛选机制，从而阻止局部实验检测到它们。在这个模型中，预测暗能量量子可以在太阳中产生。

瓦格诺齐博士解释说，有一天他在洗澡时第一次想到了筛查和暗能量之间可能的联系:

为了他们的研究，Vagnozzi博士和Visinelli博士领导的团队考虑了XENON合作发布的数据，XENON是一个由来自世界各地22个机构的135名研究人员组成的DM研究团队。他们实验的核心是一个3500公斤(7715磅)的超放射性纯液体氙探测器，它被放置在一个10米(32.8英尺)的水箱中。氙也是迄今为止进行的最灵敏的暗物质(DM)实验。

2020年，该团队公布了他们的实验结果(2016年至2018年)，结果显示电子反冲事件的速度出乎意料。根据这项合作，这并不构成DM的检测，但可以用实验中微量的氚残留、新粒子(如太阳轴子)的存在或中微子中无法解释的特性来解释。

然而，为了他们的研究，由Vagnozzi和Visinelli领导的团队推测，这可能是第一次直接发现DE。

如果这是真的，这将意味着目前世界范围内针对暗物质研究的实验也可以致力于寻找暗能量。为此,Vagnozzi博士和Visinelli希望这项研究火花DE的粒子模型的兴趣,寻找这些难以捉摸的粒子可以并行执行,持续寻找DM。别的不说,这些实验将测试理论范围超出LCDM模型,帮助科学家缩小候选名单。Visinelli博士说:

“许多为暗物质设计的其他实验也可以携带关于这些变色龙的信息，我们希望为这些搜索设计未来的设置将被设想。还需要使用宇宙学数据与变色龙模型的预测交叉进行独立测试。至于我们，我们计划通过使用太阳模型来改进我们论文中的计算，研究大质量恒星中变色龙的产生，并与实验人员联系以进行更新。”

在最近的一篇论文中，Vagnozzi博士和Visinelli博士进行了一项研究，以检验暗能量和重子(又名重子)之间的纯弹性散射是否存在。正常)物质可能会在宇宙学观察中留下可见的印记。他们认为这是不可能的，至少当应用于对宇宙结构线性演化敏感的观测时，如宇宙微波背景(CMB)和在线性水平上的大尺度结构的聚集。

然而，Vagnozzi博士也在与慕尼黑的一名博士生合作，以扩展这项研究，并预测DE与正常物质相互作用会产生的影响。具体来说，他们想要研究这对宇宙大尺度结构的非线性聚类的影响，以及星系和星系团的结构。再加上未来几年将受益于下一代望远镜的大规模调查，天文学家和宇宙学家可能即将照亮“黑暗的宇宙”!

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