宇宙膨脹的速度可能超過預期
發布時間:2016-06-06
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天文學家借助哈勃太空望遠鏡最新發現,宇宙的膨脹速度可能比預期快出5%至9%。如果這一發現獲得證實,那麼說明愛因斯坦的引力理論——廣義相對論不完整,從而挑戰現代宇宙學的理論基礎。
領導研究的是美國太空探測科學研究所與約翰斯·霍普金斯大學的天體物理學家亞當·裏斯,他曾因宇宙加速膨脹的發現而與他人共享2011年諾貝爾物理學獎。裏斯在一份聲明中說,這是“令人吃驚的發現”,將為理解宇宙95%的不發光部分提供重要線索,包括暗能量、暗物質和暗輻射。
在這項研究中,裏斯等人對約2400顆造父變星和約300顆Ia型超新星的運動進行了測算。研究論文將發表在美國《天體物理學雜誌》上。
有“量天尺”之稱的造父變星是亮度會發生周期性變化的一類恒星,因而可用於測量星係等的距離。Ia型超新星則是一類爆發的恒星,其亮度基本恒定,所以在天文學上也被當作“標準燭光”,用於計算遙遠星係的距離。
根據這些測量結果,研究人員計算出目前的宇宙膨脹速度,即所謂哈勃常數,約為73.2公裏/(秒·百萬秒差距)。每百萬秒差距相當於326萬光年,因此一個星係與地球的距離每增加百萬秒差距,其遠離地球的速度每秒就增加73.2公裏。最新數值意味著,在98億年內,宇宙天體間的距離將擴大一倍。
但問題在於,最新哈勃常數與其他研究得出的數值不吻合,美國國家航空航天局“威爾金森微波各向異性探測器”和歐洲空間局“普朗克”衛星的測算數值分別比這一數值小5%和9%。
研究人員對此提出了三種可能性:第一,暗能量推動星係相互分離的力度可能超過此前的認識;第二,早期宇宙包含未知的速度接近光速的亞原子微粒,它們形成的暗輻射驅動宇宙加速膨脹;第三,暗物質擁有一些奇異的未知特性。
現有科學理論認為,諸如恒星等通常所觀測到的普通物質隻占宇宙質量的5%,剩下的是占25%的暗物質和占70%的(de)暗(an)能(neng)量(liang)。研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)認(ren)為(wei),最(zui)新(xin)發(fa)現(xian)將(jiang)促(cu)使(shi)科(ke)學(xue)家(jia)重(zhong)新(xin)思(si)考(kao)對(dui)宇(yu)宙(zhou)的(de)認(ren)識(shi),尤(you)其(qi)是(shi)與(yu)暗(an)物(wu)質(zhi)和(he)暗(an)能(neng)量(liang)相(xiang)關(guan)的(de)概(gai)念(nian),這(zhe)也(ye)可(ke)能(neng)意(yi)味(wei)著(zhe)愛(ai)因(yin)斯(si)坦(tan)已(yi)提(ti)出(chu)100年的廣義相對論“不完整”。來源:新華社