研究发现:超出预期 宇宙加速膨胀中(组图)

2019-04-27 11:22 作者: 林澄 综合编译

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研究发现:超出预期 宇宙加速膨胀中
研究发现宇宙加速膨胀中。(图片来源:Adobe Stock)

一项新的研究报告指出,宇宙的膨胀速度超出了预期,研究人员推测,导致这种差异的原因,可能是当前物理学“标准模型”未能涵盖的某种事物造成,比如暗物质或暗能量的特殊性质,或者是未知的粒子。

据本月25日发表在美国《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)上的最新研究报告显示,美国哈勃太空望远镜的新观测成果,进一步确认宇宙正在加速膨胀,现在的膨胀速度比根据早期宇宙轨迹预测的速度快9%左右。

研究发现:超出预期 宇宙加速膨胀中
美国宇航局哈勃太空望远镜的新测量数据证实,宇宙的膨胀速度比预期的快。(图为:从哈勃太空望远镜看到的地面望远镜和插图中看到的邻近星系,图片来源:NASA,ESA,Adam Riess,and Palomar Digitized Sky Survey)

在这项新研究中,研究人员利用新方法对大麦哲伦星云(LMC)中的70颗造父变星进行了观测。造父变星的亮度会发生周期性变化,光度可以达到太阳的100,000倍,可用于测量星系距离,有“量天尺”之称。所有步骤都涉及建立一个“宇宙距离阶梯”,首先测量到附近星系的准确距离,然后再移动到更远和更远的星系。这个阶梯是对不同类型的天文物体的一系列测量,具有固有的亮度,研究人员可以使用它来计算距离。此前哈勃望远镜每90分钟只能观测一颗造父变星,新的成像方法能够对造父变星群进行观测,一次可观测多颗,帮助提高测量的精准度。

研究发现:超出预期 宇宙加速膨胀中
专家们使用一种新技术快速研究我们邻近星系中的70颗特殊恒星,这些恒星可以用来测量太空中的距离。(图片来源:NASA,ESA,and A.Feild(STScI))

先前对宇宙早期膨胀的观测是由欧洲航天局的普朗克卫星根据普朗克在大爆炸后38万年观察到的情况进行的。根据这项新研究,修订后的宇宙膨胀速度比大爆炸后不久观测到的宇宙轨迹预测的速度快9%,他们估计的误差只有1万分之一。

领导这项研究的美国约翰斯·霍普金斯大学天体物理学家亚当·里斯教授,他曾因发现宇宙加速膨胀与他人共同获得2011年诺贝尔物理学奖。他说:“正如我们所看到的那样,我们测量到根本性的差别,一个是现在宇宙的膨胀速度,另一个是根据早期宇宙物理学预测的宇宙膨胀速度。”他表示如果两者不一致,很有可能是人们在连接两个时代的宇宙学模型中遗漏了一些东西。他们还建议可能需要新的物理学理论来更好地理解宇宙的真实样貌。

里斯教授研究人员推测,导致这种差异的原因,可能是当前物理学“标准模型”未能涵盖的某种事物或因素,比如暗物质或暗能量的特殊性质,或者是未知的粒子。虽然里斯教授对于存在差异的确切原因没有答案,但他和团队将继续微调哈勃常数,目标是将不确定性1.9%降低到百分之一。


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