有关宇宙扩展的一些根本究竟,人类依旧还纷歧清晰

2022-11-16 16:10:07 作者:七言顾暖
导读:有关宇宙扩展的一些基本事实,人类依然还不清楚,自从人类确认宇宙正在扩展以来,距现在已有100年的时间了。但是我们仍在为一个基本事实而苦苦挣扎——「扩张的速度是多少」?科学家...
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自从人类确认宇宙正在扩展以来,距如今已有100年的时间了。但是我们仍在为一个根本究竟而苦苦挣扎——「扩张的速率是几多」?科学家也试图丈量此值的要害数字,终极却得到了差别的答案。这个题目的结果大概会大大转变我们对宇宙的认知。

早在1929年,天文学家埃德温·哈勃使用对银河系的观察评释,它们的速率跟它们与我们的间隔之间存在相干性。当间隔越远时,它们彷佛越快从我们的银河系中退缩。广义相对论其时只有约莫十年半的时间,对此发觉有明白的理论解说,即时空不是静态的,它在不停膨胀,像河上的木排一样输送星系。

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哈勃之以是可以或许做出这一庞大发觉,是由于我们如今称之为利维特定律。亨利埃塔·利维特于1908年发觉了该定律,它涉及称为造父变星的年轻恒星。这些恒星被称为可变星,由于它们的亮度和巨细会有所差别。

利维特在哈佛大学天文台盘算时,细致到造父变星有一种模式,便是它们的光放射功率(对天文学家来说是肯定巨细)与脉动频率相干。换句话说,通过观看它们,可以盘算出它们的肯定巨细,然后我们可以用它来盘算我们离一个物体有多远。

利维特定律在我们所谓的宇宙间隔门路上创建了一个横档,该门路是我们丈量到天空物体的间隔的差别要领的聚集。造父变星是一种壮大的东西,由于它们是在其他星系中发觉的。哈勃使用了这一点,让他发觉银河系以与我们到我们的间隔成正比的速率阔别我们,而这种干系的比例常数称为哈勃常数。

莱维特发觉利维特定律的90年后,天文学家正在利用被称为「Ia型超新星」爆炸的恒星举行间隔丈量。他们发觉了一些出乎料想的事变,不但时空在扩展,并且这种扩展正在加快,就像河水在加快。众所周知,宇宙加快的发觉让三位天文学家得到了诺贝尔奖。

在相称一段时间里,关于宇宙扩展的商议重要会合在解说宇宙加快的题目上。但是如今,天文学家正在耗费大量时间争辩哈勃常数简直切值。

因发觉宇宙加快而得到诺贝尔奖的亚当·里斯一向向导着一个团队,该团队利用Ia型超新星查找哈勃常数的值,该值比通过涉及宇宙微波配景(CMB)的另一种要领孕育发生的哈勃常数大12%。这种差别弘远于所涉及的偏差范畴,这意味着假如两个丈量思量了全部精确的物理道理,那么这两个丈量彷佛就纷歧致了。

正如造父变星一样,由于它们是年轻的恒星,以是它们每每被灰尘困绕。这是一个题目,由于它会含糊丈量效果,从而使丈量效果禁绝确。这意味着在基于造父变星的Ia型超新星间隔的校准中大概会显现偏差,从而导致从观察到的间隔盘算出的偏差。

现实上,自那今后,PHAT发觉里斯和他的团队大概对他们的造父变星举行了错误的校准,这大概是因为他们利用了地面望远镜而不是像PHAT用于太空的设置装备摆设。这就会导致看起来一颗恒星现实上是几颗恒星的大概性,而且这种影响随着间隔的增添而变得更糟。

在2019年7月,天文学家温迪·弗里德曼指出这些纷歧致之处在于“它晚上会连结什么状态”。她向导的一个团队正在利用另一种恒星丈量哈勃常数,所谓的红巨星尖端分支,称为TRGB。这些恒星大概是太阳质量的一半,而且处于生命的后期,在全部氢都燃烧完之后,氦已开始在其焦点燃烧。本年早些时间,弗里德曼的团队颁发了一篇论文,称用TRGB校准Ia型超新星会导致哈勃值介于CMB丈量所发起的值与里斯团队发觉的值之间。

为什么这些值会存在云云差别?我们只是「不知道」,但是,而这种「不知道」也是令科学云云有味的一部门缘故原由。

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