当今宇宙膨胀速度,新的测量结果又要让天文学家吵翻天了
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1、当今宇宙膨胀速度:宇宙膨胀得究竟有多快?新的测量结果又要让天文学家吵翻天了
在宇宙的基本构成方面,还有一些未知的奥秘在等待我们去发现。
NGC 1365星系。ESO
NGC 1097星系。ESO
天炉座星系团。ESO
一些天文学家最近借助哈勃太空望远镜和盖娅探测器,对宇宙膨胀的速率进行了迄今为止精度最高的测定。结果再一次显示,临近宇宙的膨胀速率,与根据遥远原初宇宙推算出来的膨胀速率不一致。
这种不一致表明,在宇宙的基本构成方面,还有一些未知的奥秘在等待我们去发现。这些奥秘可能与暗物质和暗能量相互影响的强度有关,也可能与某种更为奇特的东西,比如时空中的未知新粒子有关。
测量邻近宇宙的膨胀速率,依靠的是一把宇宙“标尺”,也就是所谓的“造父变星”。这是一种直接测量法。
“造父变星”是一种能够以极为精确的周期发出脉冲式光的恒星,且它们的明暗周期与它们的固有亮度有着内在的对应关系。因此将它们的固有亮度和我们从地球附近感受到的视觉亮度进行比较,就能够精确地计算出它们的距离。
盖娅和哈勃的合作,极大地提升了测量的精度。哈勃能够提供精确的亮度信息,而盖娅能够提供精确的“视差”数据。“视差”测距是一种古老而有效的距离测算法,能够根据观察者的视角和目标位置的视觉变化,来推算距离。古希腊人正是用这个方法算出了月球和地球间的距离。
而根据遥远的原初宇宙测算宇宙的膨胀速率,指的是测量宇宙微波背景中的细小差异,并进一步推算宇宙的膨胀速率。
这一测量是由欧空局的普朗克卫星进行的。普朗克依照宇宙微波背景,来还原当时宇宙的暗物质和普通物质比例、膨胀轨迹等基本要素。宇宙微波背景中的差异,是由宇宙大爆炸时产生的“大火球”留下的。根据这些蛛丝马迹,可以预测早期宇宙是如何演化到今天,并具有今天我们所知的膨胀速率的。
如果没有出错,这两个测算结果应当是互相符合的。但是实际情况并不是这样。
天文学家根据哈勃和盖娅数据初步测得邻近宇宙宇宙膨胀速率大约为73.5公里/(秒·百万秒差距)。也就是说,每330万光年的宇宙空间,每秒钟会多出73.5公里。而普朗克给出的结果,在今天应当是67公里/(秒·百万秒差距)。
宇宙膨胀的速率又被称为“哈勃常数”。哈勃常数在我们估算宇宙的年龄等方面都起着十分关键的作用。天文学家也正是根据这一常数,推演宇宙的变化,了解宇宙的构成,预测宇宙的命运。测量结果的不一致,几乎可以肯定会让天文学家们再次吵翻天。
普朗克卫星探测到的宇宙微波背景图。ESA
参考:
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/hubble-and-gaia-team-up-to-fuel-cosmic-conundrum
2、当今宇宙膨胀速度,迄今最精确宇宙膨胀速度测得
来源:科技日报据美国物理学家组织网近日报道,一个国际研究团队联合利用两台天文望远镜来确定星系距离,对宇宙膨胀速度进行了迄今最精确的测量新研究与此前结果相差较大,这表明暗物质等或许比我们想象得更怪异,也可能存在未知粒子,现在小编就来说说关于当今宇宙膨胀速度?下面内容希望能帮助到你,我们来一起看看吧!
当今宇宙膨胀速度
来源:科技日报
据美国物理学家组织网近日报道,一个国际研究团队联合利用两台天文望远镜来确定星系距离,对宇宙膨胀速度进行了迄今最精确的测量。新研究与此前结果相差较大,这表明暗物质等或许比我们想象得更怪异,也可能存在未知粒子。
宇宙膨胀速度通常称为哈勃常数。了解自138亿年前大爆炸以来宇宙的膨胀速度有多快,有助于科学家回答有关宇宙从何而来以及未来将往何处去等最基本问题。
诺贝尔物理学奖获得者、美国约翰·霍普金斯大学教授亚当·里斯领导的团队在新一期美国《天体物理学杂志》上发表论文说,最新测得的哈勃常数值为73.5公里/(秒·百万秒差距)。1百万秒差距约为326万光年,即一个星系与地球的距离每增加326万光年,其远离地球的速度就增加73.5公里/秒。
研究人员解释,测量星系距离的一个常用标尺是被称为“量天尺”的造父变星,它们是一类特殊的恒星,亮度变化周期与自身光度直接相关,比较其自身亮度和外在亮度,可确定其距离,从而确定临近星系的距离。
他们利用美国国家航空航天局(NASA)的哈勃太空望远镜和欧洲空间局的盖亚(Gaia)太空望远镜,对银河系内50颗造父变星进行了观测,在此基础上得到的哈勃常数的不确定性仅为2.2%,是迄今哈勃常数不确定性最低的。
另一种测量哈勃常数的方法是观察微波背景辐射,这种辐射是宇宙大爆炸的余辉,其细节特征反映了早期宇宙的特征,可用于推算现今宇宙的膨胀速度。此前,欧空局的普朗克望远镜借助这一方法得出的哈勃常数是67公里/(秒·百万秒差距)。
研究人员指出,这两种方法测得的哈勃常数值差异较大,不能用测量误差来解释,可能是当前物理学“标准模型”未能涵盖的某种事物,比如暗物质或暗能量的特殊性质,或者有未知粒子在“捣鬼”。(记者刘霞)
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