黑洞和中子星，两个“大佬”的激情碰撞，可能揭开宇宙膨胀的秘密量子|量子计算|主要经济体|全

伟大的物理学家牛顿，早在300多年前，就提出了万有引力定律，为我们解释宇宙天体运行规律提供了一套推演规则。不过，万有引力定律提出以后，始终有一个令牛顿困惑和不解的疑问，那就是在万有引力的推动下，宇宙间的所有星体最终的运行趋势，应该是持续不断地靠近，最终会聚合到一起，这种推论结果与现实的观测却完全不同。于是牛顿提出了一个设想，那就是整个宇宙是处于相对静止、均匀且无边无界的状态，并且存在着许许多多“中心点”，来维持着这种引力的平衡，所以牛顿的这个观点又称为“静止宇宙”。爱因斯坦早期也非常认可牛顿关于宇宙状态的观点，在提出广义相对论的引力场方程后，还刻意增加了一个宇宙常数，用来抵消万有引力对星体运行的影响。
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1929年，美国天文学家哈勃，通过长期的观测，发现了宇宙天体红移的现象，而且提出了遥远星系的退行速度与观测距离成正比的“哈勃定律”，在此基础上提出了宇宙正处于膨胀的结论。而对于宇宙膨胀速度的测量，可以演化为我们测量星系之间距离变化的速率。据此，世界各国的科学家们，通过各种手段来对哈勃常数、即宇宙的膨胀速度进行了持续不断的测量，测量的结果也五花八门，之间的差异有的非常明显。
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2013年，科学们通过普朗克卫星测量的宇宙微波背景辐射密度变化情况，测量出宇宙常数的数值为67.3± 1.2公里每秒每百万秒差距。2015年，该研究团队又计算出了更为精确的结果为66.9±0.6公里每秒每百万秒差距。
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通常情况下，测量哈勃常数的方法有两种，即测量脉动以及爆炸恒星的亮度和光线传播速度，或者观察早期宇宙的微波背景辐射的波动变化情况。很显然，普朗克卫星的测量方式为第二种。而有一部分科学家采用第一种方式进行测量，比如，运用造父变星亮度周期性变化的“标准烛光”，首先通过视差法测量与造父变星的距离，得出造父变星的亮度，然后根据邻近星系中具有同样类型造父变星的其它性质，得出与这些星系的距离，最后通过标准比对，来观察Ia型超新星，从而得出宇宙膨胀的速率。
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2016年，有研究团队通过这种方式，得出哈勃常数值为73.2± 1.2公里每秒每百万秒差距，并在2018年时修正了观测结果，进一步精确为73.48± 1.66公里每秒每百万秒差距。以上两种观测方式，所测量出的哈勃常数相差了至少3个标准差，而且这种差异似乎不可调和。于是，第三种测量的方式“应运而生”，即通过引力波探测的方式来获取。当两颗中子星合并，或者黑洞与中子星碰撞时，巨大的质量和巨大的引力作用，会在瞬间激发出强烈的能量释放，从而产生时空“涟漪”，形成引力波。通过目前地面上的LIGO、处女座天文台等设备可以在地球上观测到引力波的存在。科学们利用观测到的引力波，可以精确地计算出碰撞所发生的位置与地球之间的距离，如果要计算宇宙碰撞速度，则只需要确定碰撞的星系移动的速度有多快就可以了。科学家们可以利用宇宙“红移”现象，定量化表述光的波长如何被星系运动所拉伸就可以，最终将距离的测量与星系红移测量结果相结合考虑就可以了。
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有研究团队基于上述原理，通过大型计算机模拟研究了2.5万个黑洞和中子星碰撞的情景，模拟结果表明，到2030年之前，地球上的相应探测设备，可以至少感知到3000次由碰撞所引发的引力波动，其中有100次左右甚至能观测到剧烈碰撞所引发的能量“喷射”情景。该模拟结果，在一定程度上可以推动引力波在宇宙膨胀方面的研究，并且提供一种全新的、完全独立的监测和计算方式，最终的结果，可以进一步验证或者否认之前两种观测方式的结果。不同中子星或者中子星与黑洞之间的碰撞，对于宇宙来说，是两个“大佬”级别的天体在进行博弈，无疑是灾难级别的，但由此所引发的时空涟漪，或许能够成为我们重新认知宇宙碰撞、重新认识宇宙发展演化规律的新契机和新窗口，让我们静心期待后续激动人心的发现吧！

黑洞和中子星，两个“大佬”的激情碰撞，可能揭开宇宙膨胀的秘密

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