宇宙膨胀的速度超出了想象

哈勃常数的新计算:73.23(km / s)/ Mpc




当近一百年前的天体物理学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)确定宇宙正在向各个方向均匀扩展时,这一发现真是令人惊讶。然后,在1990年代中期,出现了另一个出乎意料的事情:事实证明,宇宙正在以越来越快的速度(即加速)扩张。认为其原因是被称为“暗能量”的物质的排斥性。

现在,使用NASA的哈勃太空望远镜,NASA的天体物理学家已经确定了宇宙的扩张速度超出了预期。尚不清楚如何解释这一发现,但必须对哈勃常数进行审查。

“这意外的发现可能是,它代表了宇宙的质量,它不发光,包括暗能量,暗物质和暗辐射(95%的事实的重要线索暗辐射)», - 说,研究报告的主要作者,诺贝尔来自太空望远镜空间研究所和约翰·霍普金斯大学的获奖者亚当·里斯。

诺贝尔奖获得者谈论的所谓“暗辐射”可能是暗能量的一种假设形式。

科学家对正在发生的事情提供了几种解释。也许暗能量推动星系的作用超出了预期。否则,早期空间可能包含一种称为暗辐射的新型基本粒子,也就是说,在大爆炸之后的宇宙膨胀公式中,您应该从暗辐射中添加更多能量。

第三种选择是,构成我们宇宙大部分质量的暗物质(一种看不见的物质形式)具有一些奇怪的意外特征。最后,爱因斯坦的引力理论可能是不完整的。

亚当·里斯(Adam Riess)及其同事开发了一种新技术,用于估算2005年宇宙的膨胀率。创新技术使您可以更好地确定到遥远星系的距离。



该方法包括三个步骤,如图所示。它涉及寻找Ia型超新星和造父变星的星系。造父变星的脉动完全取决于其本能的光度,可以将其与视在光度进行比较,以精确估计距离。反过来,Ia型超新星是由白矮星爆炸形成的,并且足够明亮,可以从相对较大的距离观察到。

十年来,科学家在19个星系中测量了大约2400个造父变星,估计了它们的表观亮度,准确地测量了真实亮度,并计算了到遥远星系中约300个Ia超新星的距离。

迄今为止,对哈勃常数的最可靠估计是67.80±0.77(km / s)/ Mpc,即在现代时代,两个相距1兆帕秒距离的星系平均以〜68 km / s的速度飞行。

根据新的测量,哈勃常数为73.2(km / s)/ Mpc,也就是说,两个相距1 megaparsec的星系平均以〜73 km / s的速度飞行。

所提出的方法比以前的方法更准确:确定膨胀率时的误差为2.4%。但是即使有这个错误,新的哈勃常数仍然比旧的大。

一项为期十年的研究结果将发表在下一期《天体物理学杂志》上

计算哈勃常数的真实值并非易事。例如,威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)对“大爆炸”产生的余辉进行的分析以及欧洲航天局的普朗克卫星飞行任务的观测给出了相反的结果:根据预测的轨迹,宇宙的膨胀率现在应比获得的值低5%和9%哈勃常数。

进一步的研究将有助于在不同时间段更准确地阐明和测量星系的清除速度。

科学著作的作者之一卢卡斯·麦克里(Lucas Macri)说:“我们对宇宙的黑暗部分了解甚少,因此衡量它们在宇宙历史过程中被吸引和排斥的程度非常重要。”

在哈勃望远镜发射之前,对宇宙膨胀率的估计相差两个数量级。1990年代后期的测量有助于将误差减少10%。现在,超新星状态方程(SH0ES)组的H0科学家正在研究新的计算方法,该方法会将误差降低到1%。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN394691/


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