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新研究再次證明哈勃常數正在加速

奇聞 雅婷 5天前 32次浏览 0个评论

科學家早已發現宇宙中的各種星體星系等等正在快速的遠離我們。這個現象被稱為宇宙的加速膨脹。目前的標準宇宙模型使用哈勃常數來描述宇宙膨脹的加速度。然而,去年普朗克衛星(Planck Satellite)發現遙遠宇宙中的哈勃常數竟然比哈勃空間望遠鏡(Hubble Space Telescope)發現的哈勃常數更小。果真如此,這說明宇宙的加速膨脹本身都在加速。最近,天文學家利用一種全新的測量附近宇宙的哈勃常數的方法再次驗證了這個觀點。

由來自加州大學洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)的 Simon Birrer 博士領導的研究小組利用了類星體和引力透鏡效應來測量哈勃常數。類星體是宇宙中能量最高的一種活動星系。它們中心的超大質量黑洞在不斷的快速吞噬周圍的星際物質並釋放巨大的能量,產生近光速等離子體噴流。由此導致的輻射極高,所以即使是遙遠宇宙中的類星體科學家也很容易觀測到。

如果類星體與我們之間恰好有一個大質量星系的話,那麼這個星系的強大引力會扭曲光線的傳播軌跡,達到一種類似透鏡的效果。這種現象被稱為引力透鏡。在這種情況下,類星體的光線扭曲后往往會聚焦在多個不同的位置上,而這些不同的亮點的光線是經過不同的彎曲路徑抵達的。有趣的是,由於類星體的輻射強度一直在發生變化,所以比較不同亮點的光變曲線,天文學家就可以判斷對應光線的路徑,從而確定類星體以及引力透鏡星系離我們的距離。

另一方面,觀測中可以通過光譜直接確定天體的紅移。根據紅移和距離,科學家就可以計算哈勃常數。但是之前天文學家做的研究都需要類星體經過引力透鏡形成四個以上的聚焦亮點才能確定類星體和透鏡星系的距離。而這次 Simon Birrer 博士領導的研究小組證實了只要兩個亮點就足以測定哈勃常數。

Birrer 博士指出,能形成四個以上的亮點的類星體是非常罕見的,目前只有幾十個觀測。而形成兩個兩點的類星體則非常的多,可以積累足夠的統計樣本來確定哈勃常數。

之前測定附近宇宙中的哈勃常數一般利用超新星等星體來進行測定。這次通過類星體引力透鏡效應,研究者發現近處宇宙的哈勃常數和之前的觀測結果是一致的,但是比普朗克衛星測量的遙遠宇宙的哈勃常數大概高 8%。這說明宇宙加速膨脹的加速本身在附近宇宙環境中還加快了 8%。

目前還有很多科學家對加快的哈勃常數還持懷疑態度。但是隨著越來越多的不同方法測定的哈勃常數,很多天文學家逐漸接受了這個觀點。有很多專家認為,這可能標志著標準大爆炸宇宙模型中還存在致命的漏洞,比如對暗能量的物理描述有嚴重問題。也有觀點認為可能宇宙最近遭遇了某種巨變,導致膨脹的加速度產生變化。無論是哪一種原因,哈勃常數的區別很可能預示著宇宙的命運正在發生巨大的改變。

這篇論文發表于 2019 年 1 月 22 日的《皇家天文學會月報》上。

文:蕭路 來源:正見網


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