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奴殇之囚妃宇宙又多一个谜!宇宙膨胀速率的新测量方法带来新谜题

来源:万全新闻 时间:08-14 09:22:10浏览6次

通过使用不同类型的恒星  ,天文学家重新测量了宇宙的膨胀速度  。美国宇航局哈勃太空望远镜的这一修正测量结果立即成为天体物理学中一个有争议问题的核心  ,这可能导致对宇宙基本性质的新解释  。

科学家们在大约一个世纪前就知道宇宙正在膨胀 ,这意味着星系之间的距离每秒都在变得越来越大  。然而  ,泰空的扩张速度有多快  ?这个叫做哈勃常数的值仍然难以捉摸 。

现在  ,芝加哥大学的温迪·弗里德曼教授和她的同事们对现代宇宙的膨胀率有了新的测量方法  。结果显示空星系际空间的扩张速度比科学家预期的要快 。弗里德曼的研究和最近的几项研究指出  ,现代宇宙膨胀测量的结果和欧洲航天局普朗克卫星130多亿年前测量的宇宙膨胀数据之间存在差异  。

随着越来越多的研究指出预测和观测之间的区别  ,科学家们正在考虑是否需要一个新的宇宙基本物理模型来解释这一现象  。

弗里德曼说:“哈勃常数是一个宇宙参数 ,它决定了宇宙的绝对大小、大小和年龄  。这是我们量化宇宙演化最直接的方法之一  。我们以前看到的差异并没有消失 ,但是这个新的证据是否表明我们当前的宇宙模型存在根本性的缺陷  ?目前还没有结论  。”

在发表在《天体物理学杂志》上的一篇新论文中  ,弗里德曼和她的团队宣布了一种用一颗叫做红巨星的恒星测量哈勃常数的新方法  。他们用哈勃望远镜进行的新观察显示 ,附近宇宙的膨胀速度略低于70公里/秒/百万秒秒(千米/秒/英里/秒) 。秒秒相当于3.26光年的距离 。

这一测量值略小于哈勃sh0es(状态方程中的超新星h0)团队最近利用造父变星(造父变星是脉冲周期与其亮度峰值相对应的恒星)获得的74千米/秒/英里/厘米 。约翰·霍普金斯大学的亚当·里斯和马里兰州巴尔的摩望远镜科学研究所(太平洋/[/k0/)领导的研究小组最近报告说  ,他们通过使用造父变星距离测量技术  ,将观测结果提高到了迄今为止的最高精度  。

如何测量宇宙的膨胀速度

测量宇宙膨胀率的主要挑战之一是我们很难精确计算我们和遥远天体之间的距离  。

2001年  ,弗里德曼领导的一个研究小组利用遥远的恒星对哈勃常数进行了里程碑式的测量  。哈勃太空望远镜空主要项目团队使用造父变星作为距离标记测量了这个值  。他们的测量得出结论  ,现代宇宙的哈勃常数是72千米/秒/英里  。

但是最近  ,科学家们采取了一种完全不同的方法:他们建立了一个基于大爆炸遗留下来的波纹结构(宇宙微波背景)的模型 。普朗克卫星测量使科学家能够预测早期宇宙的膨胀率如何演变成今天天文学家测量的膨胀率 。科学家的计算值为67.4公里/秒/英里/厘米  ,与造父变星测得的74.0公里/秒/英里/厘米有很大不同 。

天文学家一直在寻找任何可能导致这种不匹配的原因  。弗里德曼说:“我们自然会问这个问题:关于我们测量的恒星  ,还有什么天文学家不知道的吗  ?还是因为我们的宇宙模型不够完美  ?或者两者兼而有之  ?”

为了测试他们的结果 ,弗里德曼的团队试图用一颗完全不同的恒星来建立一种完全独立的哈勃常数新测量方法 。

当一些恒星结束它们的生命时  ,它们将成为一颗被称为红巨星的恒星  。这颗恒星非常明亮(我们的太阳将在数十亿年后经历同样的过程)  。在某个时候  ,这颗恒星将会经历一场被称为氦闪的灾难性事件  ,它的温度将会上升到大约1亿度  ,恒星的结构将会重新排列  ,最终会大大降低它的亮度  。天文学家可以在这个阶段测量不同星系中红巨星的表观亮度  ,然后用这种方法来确定它们的距离  。

哈勃常数是通过比较距离值和目标星系的表观最近速度(最近速度是星系移动的速度)来计算的  。研究小组的计算结果显示哈勃常数为69.8千米/秒/英里/秒——正好在普朗克卫星和里斯小组获得的数值中间  。

弗里德曼说:“我们最初的想法是 ,如果造父变星变量和宇宙微波背景之间有一个问题需要解决  ,那么红巨星测量方法可能是决定性因素  。”

然而 ,研究人员表示  ,尽管红巨星法测得的结果更接近普朗克卫星测得的结果 ,红巨星法测得的结果似乎并没有特别偏向两个方向 。

美国宇航局计划在20世纪20年代中期发射广域红外探测望远镜 ,这将使天文学家能够更好地探索哈勃常数在宇宙时间中的价值  。Wfirst的分辨率与哈勃相似  ,但它的视野比哈勃宽100倍  。天文学家将观察到更多新的ia超新星、造父变星和红巨星  ,从根本上改善了附近和远处星系的距离测量  。

哈勃太空望远镜空是美国航天局和欧洲航天局(欧空局)共同赞助的一个国际项目  。它由位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心管理;[/K0/]而马里兰州巴尔的摩的空间望远镜科学研究所负责哈勃的科学运作(该研究所由华盛顿特区天文研究大学协会为美国航天局运作) 。

   

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