暗能量的“幽灵作用”推动了宇宙膨胀


暗能量的“幽灵作用”推动了宇宙膨胀


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【暗能量的“幽灵作用”推动了宇宙膨胀】
暗能量的“幽灵作用”推动了宇宙膨胀


科学家对暗能量或幽灵能量进行了广泛搜索 , 他们只是为了寻找究竟是什么因素推动了宇宙的膨胀 。 本地星群和本地星团构成了“本地宇宙” , 在其中发生了令人费解的奇异景象 , 在星群和星团内的星系产生了彼此分离的运动 , 它们相互退行的速度比天文学家过去的预期更快 。 什么力的作用推动了它们的额外膨胀?星系之间以更多的速度发生分离 , 这对宇宙学意味着某种深刻的奥秘 。 天文观测结果表明了宇宙膨胀率显示为哈勃常数 , 但不能被常数项的专有名词所蒙蔽 , 作为宇宙膨胀率的哈勃常数其实不是一个常数 , 而是一个变数 。
为了确定哈勃常数值 , 天文学家在星系距离与星系的退行速度之间建立了方程式 , 通常以他们所在的地球为测量距离和速度的原点 , 但天体距离的测量十分困难 , 主要是缺少实用和便捷的指示牌 , 比如:选用能标识太空距离的标准烛光或其它标尺 。 天文学家通过一系列的步骤建立了宇宙的测距体系 , 使用叠加法推算空间的跨度 , 但在宇宙距离的阶梯测量中 , 每一个步骤都存在瑕疵和不确定的因素 , 经过数十年坚持不懈的努力 , 天文学家调整和校准了不同的天文测距方法 。
科研人员在一项研究中把天文测量的校准精度提高到了比过去更高的程度 , 他们采用了新的方法 , 对哈勃常数精确度的确认值达到了每数亿光年2.4%的误差值 。 几亿光年的距离在宇宙空间达到了本地星团的范围 。 科研人员取得了很大成功 , 但仍有一些需要解决的技术问题 。 除了哈勃常数 , 科学家也从宇宙微波背景辐射的观测结果中确定宇宙的膨胀率 , 微波背景辐射或CMB是宇宙发生大爆炸后在整个太空留下的辐射余晖 。

与对本地星系群和本地星系团进行的观测不同 , 背景辐射图谱揭示了宇宙总体的膨胀特征 , 但也出现了意想不到的问题 , 对宇宙整体膨胀率的测算比对“本地宇宙”膨胀率的测算值低了9% , 对比两种不同体系的测量结果 , 天文学家力求降低其中的不确定因素 , 他们认为 , 两种测量结果的差异不会是无中生有 , 这种客观存在的差异需要得到合理的解释 , 两种天文测距方法为何产生了差异?一些可能的选项化解了两组数据的冲突 。
暗物质
暗物质是第一个潜在的因素 , 它是宇宙中居于支配地位的隐藏物质 , 暗物质在宇宙的分布并不均匀平坦 , 它们聚集成团块状的形体 , 好像星系和星系团的聚合形态 , 暗物质对“本地宇宙”施加了相对少的引力拖动 。 地球可能正好处在一个宇宙的空洞 , 它是物质密度低于宇宙平均密度的空旷区域 , 如果地球真的处在一个密度稀疏的空洞 , 那么地球和人类就会寄居在宇宙中的一个奇异角落 , 但没有足够的天文证据说明 , 地球和人类刚好位于巨大空洞的一个角落 。
暗能量
暗能量假设很好地解释了宇宙加速膨胀的现象 , 它是宇宙中居于支配地位的能量 , 正是暗能量的排斥作用推动了宇宙的加速膨胀 , 但暗能量为何仅表现为单一的简单形态 , 它在宇宙演变史上是否呈现为一种永恒不变的量?暗能量可能是有活力、有变化的物理量 , 它在宇宙膨胀过程中改变了特性 。 假如暗能量的变化发生在宇宙史上非常近的时期 , 那么宇宙额外的膨胀将会印刻在本地星团 , 但本地星团的额外膨胀没有影响到宇宙整体 , 如果这种解释正确 , 那么宇宙存在值得人们担忧的因素 , 在暗能量的某种“幽灵作用”下 , 宇宙膨胀的加速度将变得越来越快 , 最终产生“宇宙大撕裂”的景象 , 暗能量的剧烈作用可能超出科学家的理论预期 。
暗辐射
一种潜在的解释方案是所谓的“暗辐射” , 它是由在早期宇宙中穿梭的超快粒子组成 。 科学家还没有给出有关暗辐射如何构成的单一定义 , 一个中微子的家族成员成了科学家偏好的对象 , 他们将它亲切地称之为贫瘠中微子 。 暗辐射只是理论的假设 , 还没有找到暗辐射存在的任何观测证据 , 但暗辐射可能在早期的宇宙呈现 , 它影响了早期宇宙的膨胀 , 影响的结果可能印刻在总体的哈勃常数上 , 但暗辐射现在已融入本地的哈勃常数项 。

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