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宇宙膨胀速度的新计算与科学家们几十年来使用的模型相矛盾 。
越来越多的证据显示:宇宙的膨胀速度比预期快
去年4月 , 一项新研究进一步证实了这些结论:宇宙的膨胀速度比我们想象的要快 。 NASA的哈勃太空望远镜首次使用W·M·凯克天文台的自适应透镜技术(Adoptive Optics, AO)对哈勃常数或宇宙膨胀率进行了新的计算 。
研究人员采用了一种盲目的方法:在最终公布之前隐藏结果 , 试图排除任何可能影响计算准确性的因素 , 而不受结果合理性的影响 。 9月12日发表在《皇家天文学会月报》上的一篇文章的作者杰夫·陈解释说:“我们在分析中考虑所有可能因素 , 之后得出答案 , 规定必须公布发现结果 , 这太疯狂了 。 ”
研究结果证实了4月份的发现 , 即宇宙的膨胀速度比之前认为的要快9% 。 这对宇宙学所公认并采用的理论提出了挑战 , 因为宇宙学研究的是宇宙的起源和结构 。 9月13日发表在《科学》杂志上的另一项研究也得出了同样的结论 。
对宇宙发展的确定性的颠覆
到目前为止 , 这种模式是这样的:宇宙诞生后 , 即大爆炸之后 , 迅速扩张 , 使星系彼此远离 。 暗物质的引力使宇宙扩张速度减缓 , 这种无形的引力 , 能够在施加在性质不明的可见物体上 , 宇宙扩张就被这种暗能量所阻碍 。 暗能量是一种“反作用力” , 占宇宙的68% , 在反引力运动中起排斥作用 。
这个模型是基于对宇宙微波背景(CMB)的观测 , 宇宙微波背景是138亿年前大爆炸产生的辐射“残余” 。 同时 , 哈勃常数的计算传统上是基于对近地天体的观测 , 如IA型超新星;最近的研究计算了通过引力透镜观察类星体、非常明亮和活跃的星系时的哈勃常数 。 也就是说 , 两个物体之间的光因它们之间物体(例如星系)的引力而变形——中间的物体本应该“挡住光线” , 但引力使周围光线扭曲 , 中间物体“背后”的东西得以显现 。
研究小组使用引力透镜来观察不同“时间版本”的类星体图像:所有来自类星体的光 , 被中间物体的引力所改变 , 不会同时抵达地球 , 这使得通过比较两个不同的“抵达光线”来计算距离增量成为可能 。
需要重新定义的哈勃常数
因此 , 两个观察结果截然不同 。 对这两个参数的常数计算得到了不同的结果 。 加州大学戴维斯分校的物理学教授克里斯·法斯纳赫特说:“这就是宇宙学危机的起源 。 ”虽然哈勃常数在某一点上整个空间都是一样的 , 但它在时间上并不恒定 。 因此 , 在比较由不同方式得出的哈勃常数时 , 我们将早期宇宙(使用远程观测)与更晚、更现代的宇宙(使用局部观测)进行比较 。 简言之 , 哈勃常数需要重新定义 , 因为它没有考虑到时间差异(由于光速 , 以及观察遥远物体时不可避免的返回时间) 。
因此 , 这表明宇宙微波背景观测存在一个模型 , 研究小组认为这个模型是不太可能的 , 或者说当前的整个宇宙学模型需要做出改变 。 在一篇新闻稿中 , 研究小组成员雪莉?苏玉谈到了解决这个问题所缺少的新物质:“这可能是外来的暗能量 , 也可能是新的相对论粒子 , 或者是尚未发现的新物质 。 因此 , 这些发现可能是进入宇宙学新时代的途径 。 法斯纳赫特鼓励在未来研究中使用更加精密的技术 , 并答道:“这可能会产生一个更加完整的宇宙学模型 。 ”
作者: Par Victor Chevet,
FY: 亦枫
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