Alam semesta masih mengembang semakin pantas? Ini titik pertikaian Yonsei–Southampton

Perselisihan antara Universiti Yonsei dan Universiti Southampton menyentuh persoalan asas kosmologi: adakah pengembangan alam semesta masih semakin pantas, atau sebahagian daripada kesan itu sebenarnya berpunca daripada bias sistematik dalam pengukuran supernova jenis Ia?

Jawapannya masih belum muktamad. Pasukan Yonsei berpendapat bahawa usia populasi bintang yang menghasilkan letupan supernova mempengaruhi kecerahannya walaupun selepas pembetulan biasa dibuat. Pasukan Southampton pula menganggap kesan itu telah dibesar-besarkan dan bahawa pengembangan kosmik yang dipercepatkan kekal sebagai tafsiran terbaik terhadap data. 813

Dakwaan Yonsei pada 2025

Supernova jenis Ia digunakan sebagai “lilin piawai” dalam astronomi. Dengan membandingkan kecerahan yang dilihat dengan kecerahan intrinsik yang dijangka, ahli astronomi boleh menganggarkan jarak kosmik. Namun, jika kecerahan supernova berubah secara sistematik mengikut usia populasi bintang, perbandingan itu boleh memberikan gambaran yang tersasar tentang sejarah pengembangan alam semesta.

Kajian Yonsei yang diterbitkan pada November 2025 melaporkan hubungan yang ketara antara kecerahan supernova selepas piawaian dibuat dengan usia bintang dalam galaksi perumah. Pasukan itu mengira bahawa perubahan usia mengikut anjakan merah menghasilkan peralihan sistematik yang besar dalam jarak yang disimpulkan daripada supernova. Selepas pembetulan tersebut, mereka tidak menemui bukti meyakinkan bahawa alam semesta sedang memecut pada masa ini dan mencadangkan bahawa pengembangan mungkin telah memasuki fasa yang semakin perlahan.

Jika disahkan, keputusan itu akan memberi kesan besar terhadap model ΛCDM, iaitu model piawai kosmologi. Dalam model ini, pemalar kosmologi Λ—bentuk paling ringkas bagi tenaga gelap—dikaitkan dengan pengembangan yang dipercepatkan.

Peralihan terkini kepada pengembangan yang semakin perlahan memerlukan sama ada tenaga gelap yang berubah atau semakin lemah, ataupun semakan besar terhadap cara supernova dan graviti ditafsirkan. Namun, kesimpulan itu belum diterima sebagai keputusan muktamad.

Jawapan daripada Southampton

Pasukan Southampton mempertikaikan dua asas utama analisis Yonsei.

1. Usia galaksi bukan semestinya usia progenitor

Yonsei menggunakan usia populasi bintang dalam galaksi perumah sebagai petunjuk kepada usia bintang atau kerdil putih yang akhirnya meletup. Southampton berhujah bahawa kedua-duanya ialah ukuran yang berbeza. Sebuah galaksi mengandungi bintang daripada pelbagai generasi, jadi usia purata galaksi tidak menentukan secara langsung usia progenitor tertentu yang menghasilkan supernova. 18

Dengan tafsiran ini, perubahan usia galaksi mengikut anjakan merah tidak semestinya bermaksud usia progenitor supernova turut berubah pada kadar yang sama.

2. Pembetulan jisim galaksi

Southampton turut berkata analisis Yonsei tidak memasukkan pembetulan konvensional bagi jisim galaksi perumah, yang dikenali sebagai “mass step”. Pembetulan ini digunakan dalam analisis supernova moden kerana kecerahan letupan berkait dengan ciri persekitaran yang turut mempunyai hubungan dengan usia bintang.

Apabila Southampton menerapkan pembetulan itu kepada data yang sama, mereka mendapati hubungan antara usia galaksi dengan baki magnitud Hubble—perbezaan antara kecerahan yang diukur dan kecerahan yang dijangka selepas piawaian—menjadi jauh lebih lemah. Kesimpulan mereka ialah pembetulan usia tidak mencukupi untuk menghapuskan petunjuk pengembangan kosmik yang dipercepatkan.

Pasukan yang diketuai Southampton itu turut disertai pemenang Hadiah Nobel Adam Riess dan Brian Schmidt, yang pernah terlibat dalam penemuan pengembangan alam semesta yang dipercepatkan.

Balasan balas daripada Yonsei

Yonsei tidak menganggap analisis Southampton sebagai penyelesaian kepada isu tersebut. Dalam analisis terbaharu, pasukan itu berkata Southampton menggabungkan supernova dalam julat anjakan merah yang terlalu luas, kira-kira z = 0.04 hingga z = 0.42.

Dalam julat itu, usia purata galaksi perumah berubah kira-kira 3 bilion tahun. Menurut Yonsei, mengumpulkan objek dengan perbezaan usia sebesar itu sebelum melakukan analisis regresi boleh menyebabkan hubungan antara usia dan kecerahan baki kelihatan lebih rata secara buatan. 2

Yonsei juga mendakwa Southampton memperlakukan dua kuantiti yang saling berkaitan seolah-olah kedua-duanya bebas sepenuhnya:

• kecerunan hubungan antara usia dan kecerahan; dan
• kadar perubahan usia progenitor mengikut anjakan merah.

Walaupun perubahan usia progenitor lebih kecil daripada perubahan usia purata galaksi, Yonsei berhujah bahawa kecerunan usia–kecerahan yang lebih besar masih boleh menghasilkan pembetulan keseluruhan yang ketara.

Pasukan itu turut mempersoalkan sama ada cara Southampton mengendalikan jisim galaksi dan debu telah menekan isyarat usia secara buatan. 35

Apakah pertikaian sebenar?

Perdebatan ini bukan sekadar soal “alam semesta memecut atau menjadi perlahan”. Persoalan utamanya ialah sama ada data supernova telah dibetulkan secukupnya untuk mengambil kira perbezaan populasi bintang dan persekitaran galaksi.

Southampton berpendapat bahawa:

• usia galaksi tidak boleh digunakan secara langsung sebagai usia progenitor;
• pembetulan jisim galaksi menyerap sebahagian besar kebergantungan usia yang kelihatan; dan
• pembetulan usia yang tinggal terlalu kecil untuk mengubah tafsiran kosmologi.

Yonsei pula berpendapat bahawa:

• usia galaksi ialah petunjuk yang munasabah kerana berkait dengan populasi bintang;
• analisis dalam julat anjakan merah yang luas meremehkan kecerunan usia–kecerahan; dan
• pembetulan usia mungkin kekal besar walaupun perubahan usia progenitor lebih kecil daripada perubahan usia galaksi. 2

Sehingga sampel yang lebih besar, seragam dan dianalisis secara bebas tersedia, tiada satu pun pihak berjaya mengubah pertikaian ini menjadi penolakan muktamad terhadap kosmologi arus perdana.

Apakah maksud data DESI?

Keputusan daripada Dark Energy Spectroscopic Instrument, atau DESI, memberikan konteks penting tetapi tidak menyelesaikan pertikaian ini dengan sendirinya. Pengukuran ayunan akustik baryon, atau BAO, memetakan hubungan antara jarak dan anjakan merah melalui kaedah yang berbeza daripada supernova.

Gabungan data DESI dengan ukuran latar belakang gelombang mikro kosmik dan sampel supernova telah menunjukkan kecenderungan terhadap model yang membolehkan tenaga gelap berubah mengikut masa. Dalam satu gabungan DESI dan CMB, keutamaan terhadap model sedemikian berbanding ΛCDM dilaporkan pada tahap 3.1 sigma. Apabila sampel supernova yang berbeza ditambah, tahap keutamaan statistik itu berubah mengikut sampel yang digunakan.

Namun, keputusan ini bukan bukti bebas bahawa alam semesta kini sedang memperlahankan pengembangannya. BAO mengehadkan sejarah jarak kosmik, manakala tafsiran bahawa tenaga gelap sedang berubah bergantung pada model dan gabungan data yang digunakan.

Analisis yang lebih baharu menggambarkan kecenderungan terhadap tenaga gelap dinamik sebagai sederhana atau belum menentukan keputusan. Sesetengah analisis pula tidak menemui kelebihan statistik yang signifikan berbanding ΛCDM. 17

Bagaimana pertikaian ini boleh diputuskan?

Satu ujian yang lebih bersih ialah membandingkan supernova dalam galaksi perumah yang mempunyai usia bintang yang hampir sama pada anjakan merah yang berbeza. Kaedah itu dapat mengurangkan kebergantungan kepada pembetulan usia yang besar dan bergantung pada andaian teori.

Antara data yang turut diperlukan ialah:

• sampel supernova yang lebih besar dengan kaedah pemilihan yang seragam;
• pengukuran spektroskopi galaksi perumah;
• pemisahan yang lebih baik antara usia keseluruhan populasi bintang dengan usia progenitor sebenar;
• pemeriksaan bebas terhadap kesan jisim, debu dan persekitaran setempat; dan
• pemerhatian baharu daripada projek besar seperti Balai Cerap Vera C. Rubin dan Teleskop Angkasa Nancy Grace Roman.

Kesimpulan setakat ini

Rumusan paling berhati-hati ialah pengembangan kosmik yang dipercepatkan masih menjadi tafsiran yang diterima umum. Pertikaian terbaharu lebih tertumpu pada sejauh mana supernova jenis Ia boleh dibetulkan dengan tepat untuk kesan usia dan persekitarannya.

Southampton menganggap pembetulan Yonsei terlalu besar, manakala Yonsei membalas bahawa analisis itu meremehkan kecerunan usia dan tidak mengambil kira hubungan matematik antara perubahan usia progenitor dengan kecerahan supernova. 18

Pada masa yang sama, data DESI membuka kemungkinan bahawa tenaga gelap bukan pemalar yang sepenuhnya tetap. Tetapi petunjuk itu masih jauh daripada membuktikan bahawa alam semesta telah beralih daripada pengembangan dipercepatkan kepada pengembangan yang semakin perlahan.

Jawapan yang lebih kukuh akan bergantung pada ukuran supernova yang lebih baik dan ujian kosmologi yang benar-benar bebas.