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宇宙膨胀加速:物理学七个未解之谜

时间:2023-11-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:新发现显示,宇宙膨胀是加速的。现在的宇宙比过去的宇宙膨胀速度更快,宇宙膨胀是越来越快。这种精度的测定不仅能让我们了解宇宙膨胀速度,还能得知时间变化,即过去的宇宙膨胀比现在是快还是慢。最初,研究者们希望发现宇宙膨胀在减速,因为他们认为宇宙中存在的质量的引力会让宇宙膨胀逐渐放缓。显然,宇宙膨胀在加速。

宇宙膨胀加速:物理学七个未解之谜

20世纪末,致力于寻找暗物质正体的天文研究者们突然得到了一个令他们震惊的消息,即暗能量被发现。

哈勃发表宇宙在膨胀的理论震惊世人,让爱因斯坦承认错误是在1929年。之后哈勃所发表的数据虽然被大幅修正,但宇宙在膨胀这一事实没有改变,它每时每刻都在扩大的新宇宙观已成定局。

1995年,比威尔逊山天文台望远镜更为先进的新观测技术又有了新的发现。

新发现显示,宇宙膨胀是加速的。现在的宇宙比过去的宇宙膨胀速度更快,宇宙膨胀是越来越快。

哈勃在测定地球到河外星系的距离时,利用了造父变星,但这次所使用的手法却是利用了“1a型超新星”。

之前介绍过,超新星是恒星最终崩溃引发的大爆炸,但1a型超新星是另一种不同的大爆炸。白矮星和别的恒星互相环绕飞行形成双星系后,在某种条件下,物质会从恒星降落到白矮星上。这种物质的量超过一定界限后就会引发核融合反应,产生大爆炸,白矮星也就灰飞烟灭了。1a超新星就是这个宇宙的核弹。

由于1a超新星爆炸时的燃料是一定的,因此产生的亮度也基本相同。即使亮度有点儿不规律,只要测到光熄灭的时间就能进行修正。也就是说,只要在遥远的河外星系发现1a超新星,就能测出两者间的距离。(www.xing528.com)

而且它更大的优点在于,由于超新星是极其明亮的爆炸现象,所以即使在几亿光年之前发生也能被发现。

研究团队在大型望远镜上加装了CCD(电荷耦合器件)摄像机,拍摄几千张远方河外星系的图片,然后在2周之后重新拍摄,比较两者的不同。如果拍到亮度增强的天体,就是发现了超新星。发现它之后就用别的大型望远镜测定其多普勒偏移,从而测出宇宙膨胀速度。研究团队凭借这一方法测定了多个河外星系的距离。

通过测定50亿光年以上这种超出我们想象的遥远河外星系的速度与距离,就能以前所未有的精度来测定宇宙膨胀。这种精度的测定不仅能让我们了解宇宙膨胀速度,还能得知时间变化,即过去的宇宙膨胀比现在是快还是慢。

最初,研究者们希望发现宇宙膨胀在减速,因为他们认为宇宙中存在的质量的引力会让宇宙膨胀逐渐放缓。

但随着1a超新星的样本增加,统计精度提高,他们发现结果与预想的刚好相反。过去的宇宙是一点点地缓慢膨胀,现在却越来越快。显然,宇宙膨胀在加速。

2011年,发表加速膨胀理论的两个研究团队获得了诺贝尔奖

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