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1 # 科技領航人
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2 # 彭曉韜
所謂的哈勃常數是哈勃在假設天體紅移量均是由天體退行時產生的多普勒效應的情況下,推匯出來的哈勃定律中的一個常數,是天體到地球的距離與天體視速度間的一個比例常數。但如果上述假設不成立的話,則此常數就沒有任何實際意義了。
為了搞清楚事情的真相,本人找到了一種方法可查明決定天體紅移的主因:到底是視距離還是視速度決定天體紅移量。這個方法的原理是:同時測量傾斜星系對稱部位上天體的實際紅移量,並根據視速度相等和視距離相等之差值可得到與視速度和與視距離有關的紅移分量。這樣既可找到決定紅移量的主因,又能利用視速度分量來檢驗哈勃定律。此方案經專家們評審後並發表在由中科院主辦、中科協協辦的“科學智慧火花”網上了,希望有條件的朋友們早日完成此項實驗工作。
哈勃常數是一個單位,用於描述宇宙在距空間特定點不同距離處擴充套件的速度。它是我們瞭解宇宙演化的基石之一,研究人員陷入了關於其真實價值的爭論中。
哈勃常數是如何發現的哈勃常數最早是由美國天文學家埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)在1920年代計算出來的。據美國宇航局稱,他發現一些模糊,像雲一樣的天體位於我們銀河系外的遙遠星系。
圖注:美國天文學家埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)早些時候,美國天文學家亨利埃塔·萊維特(Henrietta Leavitt)宣告,被稱為造父變星的特殊恆星的光度有規律地上升和下降,它們的變化週期與固有亮度之間具有緊密的相關性。通過了解造父變星真正有多亮,以及從地球看時它的光線出現了多暗,哈勃就能夠推算出造父變星的距離。
哈勃發現意義非凡。宇宙中的所有星系似乎都在遠離我們的星球。此外,星系越遠,它退卻的速度就越快。哈勃在1929年所做的這一觀察成為哈勃定律的基礎,該定律指出,宇宙中某個物體與我們之間的距離與其後退速度之間存在一定的關係。
順便說一下,地球不在宇宙中心的某個特殊位置。 宇宙中任何地方的任何觀察者都將看到,天上的實體正在以隨著距離增加而增加的速度移動。
哈勃利用他的資料試圖估算出以他的名字命名的常數,得出宇宙學家單位每百萬光年約342,000 mph的速度,更精確的現代技術完善了此初始測量值,並顯示哈勃最初測量值比現代的值高了大約10倍。
為什麼哈勃常數不斷變化但是,究竟哈勃常數究竟是多少仍是一個爭論的問題。在1990年代,天文學家發現遙遠的超新星比他們先前所懷疑的要暗,因此距離更遠。這一發現表明,宇宙不僅在膨脹,而且在加速膨脹。 結果需要將暗能量(一種將宇宙中的一切推開的神秘力量)新增到宇宙學家的宇宙模型中。
圖注:宇宙演化歷史,宇宙在加速膨脹。出乎意料之後,研究人員試圖確定宇宙加速的速度,弄清楚宇宙是如何開始和演化的,以及它的最終命運將是什麼。根據造父變星和其他天體物理學來源的資料,2016年哈勃常數為每百萬光年50,400 mph(73.4 km / s / Mpc)。
但是使用歐洲航天局的普朗克衛星的資訊得出了另一個數字。過去10年中,航天器一直在測量宇宙微波背景(來自大爆炸的回聲),其中包含有關宇宙基本引數的資料。普朗克發現哈勃常數在2018年為每百萬光年46,200 mph(67.4 km / s / Mpc)。
圖注:哈勃太空望遠鏡的影象顯示RS Puppis,在我們的星系中可見的最亮的宿星之一。天體物理學家用這樣的恆星來計算宇宙的膨脹率。這兩個值似乎並不大不同。但是每個都極其精確,並且它們的誤差線之間沒有重疊。如果造父變星的估計是錯誤的,則意味著自哈勃時代以來,所有天文學家的距離測量都不正確。如果第二個估計是錯誤的,則必須將新的和奇異的物理學引入物理學家的宇宙模型中。到目前為止,還沒有一個科學家團隊願意承認,他們得出的哈勃常數存在任何重大的測量錯誤。
圖注:科學家透過研究紅巨星光來計算哈勃常數。2019年7月,天文學家使用一種新穎的技術提出了哈勃常數的新計算方法。研究人員研究了紅巨星的光,這些恆星在壽命盡頭都達到了相同的峰值亮度。這意味著,與造父變星一樣,天文學家可以觀察暗紅色巨星如何從地球出現,並估算它們的距離。新值介於兩個舊值之間-每百萬光年47,300 mph(69.8 km / s / Mpc),但是科學家尚未宣佈這是最確切的哈勃常數值。
圖注:引力透鏡爭論仍在繼續。有人認為,鐳射干涉儀引力波天文臺(LIGO)可以觀察到另一個遙遠的中子星相互碰撞而形成的時空結構中的脈動,這可能會提供另一個獨立的資料點。其他人則希望利用引力透鏡,當極大規模物體像放大鏡一樣彎曲和扭曲時空時,就會發生引力透鏡,從而可以窺視更遠的實體,從而消除這種差異。但是現在,沒有人確切確定哈勃常數的最終答案將在何時何地出現。