星系逃逸的“极速前行”超出预想

2021-12-25 由 邓如山 发表于 科技 0人气

宇宙膨胀的速度比人们原先的想象更快,宇宙的膨胀率为何比过去测定的数值更大?这与人们对暗辐射性质的深入认识有关。一支天文学团队分析了哈勃太空望远镜收集的数据,他们重新计算了宇宙的膨胀率,得出的结论比过去计算的数值高出了8%。天文学家对宇宙膨胀的测量追溯到了宇宙大爆炸的诞生时刻,他们将宇宙诞生的时刻看成是宇宙膨胀的起点。

宇宙膨胀的速度比人们原先的想象更快,宇宙的膨胀率为何比过去测定的数值更大?这与人们对暗辐射性质的深入认识有关。一支天文学团队分析了哈勃太空望远镜收集的数据,他们重新计算了宇宙的膨胀率,得出的结论比过去计算的数值高出了8%。天文学家对宇宙膨胀的测量追溯到了宇宙大爆炸的诞生时刻,他们将宇宙诞生的时刻看成是宇宙膨胀的起点。

通过威尔金森各向异性探测器(WMAP)采集的数据,天文学家完成了对宇宙膨胀的测量和计算。通过WMAP的测量数据,天文学家在过去确定了暗能量在宇宙总成分的比例,暗能量表现为宇宙学常数的形式,大约占到宇宙总成分的76%,人们未知的暗能量是宇宙加速膨胀的动力来源。

哈勃太空望远镜对宇宙目前的状态进行全方位的观测,天文学团队选取了19个星系,对星系内特定恒星到地球的距离进行了测量,天文学家从测量和计算的结果发现,宇宙的膨胀速度超过了之前通过WMAP取得的数据。天文团队的负责人亚当·里斯在宇宙膨胀的研究领域取得了卓有成效的成果。

亚当·里斯曾获得过诺贝尔物理学奖,他用建造大桥的一个生动比喻解释了宇宙膨胀的问题,他说,“当人们从河流的两端开始造桥,只要设计图正确,工程测量准确,人们可以期待从大桥两端开始的造桥者将会在河流的中间会合,但现在的最终结果却不是这样,桥梁还没有在河流的中间合拢,人们想要知道其中的原因。”

星系逃逸的“极速前行”超出预想

目前的物理理论将其中的原因归为暗的或看不见的力量,以暗物质和特别的暗辐射形态出现,暗辐射仅是理论假设的一种存在物。人们可能读到了一些科学类的文章,其中的文章提出过一种解释,由于亚原子粒子在其中的作用,早期宇宙的能量平衡机制失效。哈勃太空望远镜的观测日程被排得满满当当,它的使命包括了寻找超大质量黑洞诞生的线索,抓拍火星的图片等,10年以来,火星运行到了离地球最近的地点。

宇宙的所有星系都在远离地球、远离任何一位地球上的观测者。距离越是遥远,宇宙时空膨胀的速率越大,但人们希望宇宙的膨胀率还不至于加快到连哈勃太空望远镜也看不到的地步,人们从哈勃太空望远镜看到了满天星光的景象,哈勃的最新图片——其中包括宇宙的深空场和遥远星系的图片都在互联网发布。在《天体物理学杂志》发表论文的作者之一、澳洲国立大学的天文学家布拉德·塔克解释说,“有趣的宇宙似乎变得更有趣。”

宇宙膨胀的概念不是一个新的提法,早在上个世纪的30年代,观测天文学家埃德温·哈勃最早发现了宇宙的膨胀,但直到20世纪的90年代,科学谜题变得更为蹊跷,天文学家发现了宇宙加速膨胀的现象,为了能够解释什么因素驱动了宇宙的加速膨胀,科学家引入了暗能量概念。天文团队在里斯和塔克的带领下,使用了哈勃太空望远镜的数据,经过两年半时间的跟踪,他们检测了2400颗造父变星和大约300颗Ia类超新星光度的变化。

里斯和塔克带领的天文团队在经过反复计算之后发现,宇宙的膨胀率大约为每秒、每百万秒差距73公里,不确定性的偏差值为 2.4%,而每百万秒差距相当于326万光年。对宇宙膨胀率测算的结果表明,距离地球100万光年的星系取得了每秒大约22、4公里的退行速度,而距离地球200万光年的星系,它们的退行速度增加了两倍,相当于每秒大约44、8公里。

星系逃逸的“极速前行”超出预想

(编译:2016-6-3)

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邓如山

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