不来梅大学应用空间技术与微重力中心与布拉索夫特兰西瓦尼亚大学的物理学家近日提出一套新的理论框架，试图在不依赖暗能量的前提下解释宇宙加速膨胀现象。相关研究已发表于《宇宙学与宇宙粒子物理学杂志》（Journal of Cosmology and Astroparticle Physics）。
挑战暗能量主导的标准图景
自20世纪90年代通过对遥远Ia型超新星的观测发现宇宙膨胀在加速以来，主流宇宙学模型普遍引入“暗能量”这一成分，将其视为驱动加速膨胀的主要原因。暗能量在当前标准宇宙学模型中占据核心位置，但其物理本质迄今仍不清楚。
在这项新研究中，Christian Pfeifer 博士及其合作者提出，宇宙加速膨胀至少可以部分通过修正引力理论所依托的时空几何来加以解释，而不必完全诉诸一种额外的、尚未直接探测到的能量成分。
基于芬斯勒引力的扩展模型
现代宇宙学以爱因斯坦的广义相对论为基础，通过从该理论推导出的弗里德曼方程来刻画宇宙整体的演化。广义相对论假定了一种特定形式的时空几何结构，用以描述物质和能量如何弯曲时空。
研究团队采用的是近年来发展起来的一种广义相对论扩展框架——芬斯勒引力。该框架对时空几何进行推广，使得在引力作用下，尤其是对气体等物质成分的动力学行为，可以得到更为细致的刻画。与依赖固定几何结构的广义相对论不同，芬斯勒引力允许更为丰富和灵活的几何描述。
在这一框架下，研究人员重新推导了控制宇宙膨胀的弗里德曼方程。结果显示，当这些方程以芬斯勒几何形式写出时，即便在真空情形下、未引入任何额外暗能量项，方程本身也会自然给出宇宙加速膨胀的解。
研究据此提出，在该模型中，宇宙加速膨胀可被视为时空几何本身的基本属性，而非某种未知宇宙“力”的结果。
并非完全取代暗能量
Pfeifer 博士表示，这一结果显示，基于更一般化的时空几何，有可能在一定程度上解释观测到的宇宙加速膨胀，而不必完全依赖暗能量成分。不过，该工作并未宣称可以彻底消除暗能量的角色，也未试图立即推翻现行标准宇宙学模型。
研究团队指出，他们的结论意味着，通常归因于暗能量的一部分效应，可能源自对引力和时空结构更深层、更精细的描述。“这一关于暗能量问题的新几何视角，为进一步理解宇宙所遵循的自然法则提供了新的可能路径。”Pfeifer 博士说。
论文信息
相关成果发表于 2025 年第 10 期《宇宙学与宇宙粒子物理学杂志》，论文题为《从动力学气体到指数膨胀宇宙——芬斯勒-弗里德曼方程》（From kinetic gases to exponentially expanding universes – the Finsler–Friedmann equations），作者为 Christian Pfeifer 等人，文章编号 JCAP 10: 050，DOI 为 10.1088/1475-7516/2025/10/050。
