宇宙加速的新視角：時空幾何學作為宇宙加速的根源

當今的宇宙學中，宇宙的加速膨脹傳統上歸因於假設性的暗能量，據估計，暗能量佔據了宇宙物質與能量總量的百分之七十左右。然而，這種必須手動將一個項（term）添加到愛因斯坦廣義相對論推導出的標準弗里德曼方程中的做法，長久以來被認為在數學上不夠令人滿意。

在2025年底，一個研究團隊提出了一項理論工作，提供了一種基於芬斯勒重力的替代幾何學方法，作為解決這個基本謎團的潛在途徑。這個研究小組匯集了來自德國不萊梅大學應用太空技術與微重力中心（ZARM）的物理學家克里斯蒂安·普法伊弗（Christian Pfeiffer）及其來自羅馬尼亞布拉索夫特蘭西瓦尼亞大學的同事們。他們將研究重點放在了對廣義相對論（GR）的擴展上。

芬斯勒重力（Finsler gravity）在近年來不斷發展，它利用了對時空幾何更為豐富的描述方式，這使得它能夠比標準的廣義相對論更精確地模擬物質，特別是氣體的引力行為。這種幾何結構的擴展是關鍵所在，因為它允許我們重新審視宇宙加速的本質。將芬斯勒重力理論應用到弗里德曼方程中，產生了所謂的「芬斯勒-弗里德曼方程」，並展現出一個令人驚訝的結果。

這些修正後的方程自然而然地預測了宇宙的加速膨脹，即使在真空中也是如此，從而完全消除了引入額外暗能量項的必要性。克里斯蒂安·普法伊弗指出，這種看待暗能量問題的幾何新視角，為我們更好地理解宇宙中的自然法則開啟了新的可能性。這項發表在《宇宙學與粒子物理學期刊》上的研究證實，加速可能源於時空幾何本身的根本屬性，而非某種未知宇宙力量的作用。

該研究奠定的理論基礎暗示，時空幾何本身可能就是驅動加速的動力，這標誌著一個徹底的範式轉變。在這個幾何學方法中，與標準模型不同（標準模型需要手動引入暗能量以與觀測數據協調），加速是從由芬斯勒-弗里德曼方程所決定的膨脹動力學中自然產生的。儘管研究團隊的結論是，他們的幾何方法在模型和模擬中與觀測數據相符，但最終的確認仍有待進一步的實驗測試。

時至2026年，對這一挑戰現有宇宙學圖景的理論模型的審查和驗證工作仍在持續進行中。雖然這項工作並未聲稱完全取代暗能量的概念，但它暗示著，至少部分可觀測到的加速，可以透過基於擴展時空結構的更深層次、更細膩的引力描述來加以解釋。參與研究的機構，包括不萊梅大學的ZARM和布拉索夫特蘭西瓦尼亞大學，正持續發展能夠改寫我們對宇宙演化理解的數學工具。這項於2025年底發表的理論提案，建立在對引力基本原理的重新審視之上，為物理學上最大的謎團之一，提供了一個優雅的數學解方。