北京時間10月8日消息,據英國《每日郵報》報道,天文學家們給出了有關宇宙膨脹速度迄今為精確的測量值。一個科學家小組使用美國宇航局斯皮策空間望遠鏡進行的測量顯示,宇宙的膨脹速度約為46英裏(74公裏)每秒·每百萬秒差距(更精確的數值為:74.3 ± 2.1 (km/s)/Mpc)。
美國天文學家埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)在上世紀初首先通過大量細致的觀測發現宇宙正處於不斷膨脹之中,並且這種膨脹自從宇宙誕生以來就已經開始了。
根據目前主流的科學認識,科學家們認為宇宙是在大約137億年前的一次大爆炸中誕生的,而既然是一次劇烈的膨脹過程,那麼測算出其膨脹的速度將是至關重要的,這一數值就被稱為“哈勃常數”,一般在物理學中都會用大寫的H來表示,這一數值對於確定宇宙的年齡和大小將是極端關鍵的。
sipicekongjianwangyuanjinggongzuozaibochangjiaochangdehongwaiboduan,erbushikejianguangboduan。qiceliangshujujiangciqianyouhabokongjianwangyuanjingjinxingdeyixiangleisiguancedejingquedutishengle3個數量級,將該數值的不確定性範圍降低至3%以內,這是對於宇宙學測量領域的一次重大飛越。天文學家們表示,本次精確化的這一數值是74.3 ± 2.1 (km/s)/Mpc,其中1百萬秒差距約相當於300萬光年。
麥克·沃納(Michael Werner)是斯皮策項目科學家,來自美國宇航局加州噴氣推進實驗室(JPL)。他說:“此(ci)次(ci)斯(si)皮(pi)策(ce)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)再(zai)次(ci)完(wan)成(cheng)了(le)一(yi)項(xiang)本(ben)不(bu)屬(shu)於(yu)它(ta)的(de)工(gong)作(zuo)。在(zai)此(ci)之(zhi)前(qian),它(ta)通(tong)過(guo)對(dui)係(xi)外(wai)行(xing)星(xing)大(da)氣(qi)層(ceng)的(de)研(yan)究(jiu)讓(rang)我(wo)們(men)大(da)吃(chi)一(yi)驚(jing),而(er)這(zhe)一(yi)次(ci),它(ta)竟(jing)然(ran)成(cheng)為(wei)了(le)一(yi)台(tai)研(yan)究(jiu)宇(yu)宙(zhou)學(xue)的(de)利(li)器(qi)。”
youzhexiangfaxianhuodedeshuju,jiashangciqianlaizimeiguoyuhangjuweierjinsenweibogexiangyixingtanceqiyijingfabudeshuju,liangzhexiangjiehe,kexuejiamenxiwangjiecijinxingyicidulideannengliangceliang。annengliangshiyuzhouzhongdadeweijiemituanzhiyi。
在上世紀90年代末,天文學家們驚駭地發現我們所處的宇宙事實上正處於加速膨脹之中。這是非常反常的現象,由於宇宙中充滿了物質和暗物質——它(ta)們(men)都(dou)具(ju)有(you)質(zhi)量(liang),因(yin)此(ci)也(ye)都(dou)具(ju)有(you)引(yin)力(li)。在(zai)這(zhe)些(xie)引(yin)力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)宇(yu)宙(zhou)即(ji)便(bian)處(chu)於(yu)膨(peng)脹(zhang)之(zhi)中(zhong),也(ye)應(ying)該(gai)會(hui)逐(zhu)漸(jian)減(jian)速(su)或(huo)者(zhe)至(zhi)少(shao)保(bao)持(chi)平(ping)衡(heng)但(dan)是(shi)絕(jue)不(bu)應(ying)該(gai)會(hui)加(jia)速(su)膨(peng)脹(zhang)。為(wei)了(le)搞(gao)清(qing)楚(chu)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)的(de)答(da)案(an),天(tian)文(wen)學(xue)家(jia)們(men)不(bu)得(de)不(bu)構(gou)思(si)出(chu)了(le)一(yi)種(zhong)“未知的神秘力量”,它ta獨du自zi對dui抗kang整zheng個ge宇yu宙zhou中zhong所suo有you物wu質zhi和he暗an物wu質zhi所suo產chan生sheng的de引yin力li,甚shen至zhi將jiang它ta們men全quan部bu擊ji敗bai並bing推tui動dong宇yu宙zhou加jia速su膨peng脹zhang。由you於yu科ke學xue家jia們men對dui這zhe種zhong神shen秘mi的de強qiang大da力li量liang一yi無wu所suo知zhi,因yin此ci人ren們men便bian賦fu予yu它ta一yi個ge理li所suo當dang然ran的de名ming字zi:“暗能量”。本次研究的第一作者,美國卡耐基天文台主管溫迪·弗裏德曼(Wendy Freedman)說:“這是一個巨大的謎團。”
她說:“hengaoxingwomenkeyishiyongsipicekongjianwangyuanjingjinxingcileichujidaoyuzhouxuejibenwenticengmiandeyanjiuxiangmu,yejiushiyuzhouzaimuqianjieduanxiajingquedepengzhangsulv,bingconglingyigejiaoduceliangannengliangzaiyuzhouzhongsuozhandebili。”
由you於yu所suo觀guan測ce的de波bo段duan是shi在zai紅hong外wai波bo段duan,斯si皮pi策ce空kong間jian望wang遠yuan鏡jing可ke以yi將jiang此ci前qian哈ha勃bo空kong間jian望wang遠yuan鏡jing在zai可ke見jian光guang波bo段duan進jin行xing的de觀guan測ce結jie果guo向xiang前qian推tui進jin一yi步bu,因yin為wei相xiang比bi哈ha勃bo,斯si皮pi策ce望wang遠yuan鏡jing的de視shi野ye可ke以yi穿chuan透tou塵chen埃ai和he氣qi體ti雲yun,更geng好hao地di對dui一yi類lei被bei稱cheng作zuo“造父變星”的恒星進行觀測。
這類變星是一種脈動變星,由於它們的亮度和光變周期之間具有明顯的特點,它們常常被天文學家們用作量天尺:隻要找到距離已知的這類變星,然後觀察它們離開我們的速度,我們便可以測量出宇宙的膨脹速度。
造父變星之所以可以當做量天尺來使用,是因為它們到地球之間的距離是可以直接測量的。1908年,美國著名的女天文學家裏維特(Henrietta Leavitt)注意到,一類被稱作造父變星的恒星,其亮度和光變周期之間存在嚴格的相關,這就是著名的“周光關係”。
為了進一步說明為何這種性質非常重要,請想象這樣一個場景:yigerenzhengzhujianliniyuanqu,tadeshoushangnazheyigenlazhu。suizhezhegerenjianxingjianyuan,tashoushangdelazhuzhuguangyehuisuizhibianan,namewomenzhiyaozhijieceliangzhuguangdeliangdu,jiukeyidedaolazhudaowomensuozaididejuliyuanjin。duiyuyuzhouzhongdezaofubianxingqingkuangyeshiyiyangde,tamenbeiyuweiyuzhouzhongde“標準燭光”。隻要測量它們在天空中的亮度,天文學家們就能測算出它們的距離。
斯皮策望遠鏡在銀河係中挑選出10顆,並在鄰近的大麥哲倫星係中挑選出80kezaofubianxingjinxingguance。tongguozhexieguance,yanjiuxiaozudeyiyigenggaodejingduceliangchutamendeliangdu,bingyicijisuanchutamendeshijijuli,jiecigaijinxianqianduizheyiketiyanjiusuozuochudeceliangzhi。youlezhexieshuju,tianwenxuejiamenbiankeyigengjinyibu,yanzheyuzhouduliangchidejietiwangshangmaichuyibu,qugusuanzhenggeyuzhoudepengzhangsudu。
弗裏德曼女士表示:“僅僅在10年之前,要想在同一句句子中使用‘精確’和‘宇宙學’兩個單詞都是不可想象的,那時候我們對宇宙的尺寸和年齡的認知都非常模糊,誤差在兩個數量級以上。”不過她說:“但是我們現在所談論的已經是幾個百分比的精確性了,這真是令人難以置信。”有關這一研究成果的論文將會於近期發表在《天體物理學雜誌》上。(晨風)
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