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宇宙膨脹速度的新計算與科學家們幾十年來使用的模型相矛盾。

越來越多的證據顯示:宇宙的膨脹速度比預期快

去年4月,一項新研究進一步證實了這些結論:宇宙的膨脹速度比我們想象的要快。NASA的哈勃太空望遠鏡首次使用W·M·凱克天文臺的自適應透鏡技術(Adoptive Optics, AO)對哈勃常數或宇宙膨脹率進行了新的計算。

研究人員採用了一種盲目的方法:在最終公佈之前隱藏結果,試圖排除任何可能影響計算準確性的因素,而不受結果合理性的影響。9月12日發表在《皇家天文學會月報》上的一篇文章的作者傑夫·陳解釋說:“我們在分析中考慮所有可能因素,之後得出答案,規定必須公佈發現結果,這太瘋狂了。”

研究結果證實了4月份的發現,即宇宙的膨脹速度比之前認為的要快9%。這對宇宙學所公認並採用的理論提出了挑戰,因為宇宙學研究的是宇宙的起源和結構。9月13日發表在《科學》雜誌上的另一項研究也得出了同樣的結論。

對宇宙發展的確定性的顛覆

到目前為止,這種模式是這樣的:宇宙誕生後,即大爆炸之後,迅速擴張,使星系彼此遠離。暗物質的引力使宇宙擴張速度減緩,這種無形的引力,能夠在施加在性質不明的可見物體上,宇宙擴張就被這種暗能量所阻礙。暗能量是一種“反作用力”,佔宇宙的68%,在反引力運動中起排斥作用。

這個模型是基於對宇宙微波背景(CMB)的觀測,宇宙微波背景是138億年前大爆炸產生的輻射“殘餘”。同時,哈勃常數的計算傳統上是基於對近地天體的觀測,如IA型超新星;最近的研究計算了透過引力透鏡觀察類星體、非常明亮和活躍的星系時的哈勃常數。也就是說,兩個物體之間的光因它們之間物體(例如星系)的引力而變形——中間的物體本應該“擋住光線”,但引力使周圍光線扭曲,中間物體“背後”的東西得以顯現。

研究小組使用引力透鏡來觀察不同“時間版本”的類星體影象:所有來自類星體的光,被中間物體的引力所改變,不會同時抵達地球,這使得透過比較兩個不同的“抵達光線”來計算距離增量成為可能。

需要重新定義的哈勃常數

因此,兩個觀察結果截然不同。對這兩個引數的常數計算得到了不同的結果。加州大學戴維斯分校的物理學教授克里斯·法斯納赫特說:“這就是宇宙學危機的起源。”雖然哈勃常數在某一點上整個空間都是一樣的,但它在時間上並不恆定。因此,在比較由不同方式得出的哈勃常數時,我們將早期宇宙(使用遠端觀測)與更晚、更現代的宇宙(使用區域性觀測)進行比較。簡言之,哈勃常數需要重新定義,因為它沒有考慮到時間差異(由於光速,以及觀察遙遠物體時不可避免的返回時間)。

因此,這表明宇宙微波背景觀測存在一個模型,研究小組認為這個模型是不太可能的,或者說當前的整個宇宙學模型需要做出改變。在一篇新聞稿中,研究小組成員雪莉•蘇玉談到了解決這個問題所缺少的新物質:“這可能是外來的暗能量,也可能是新的相對論粒子,或者是尚未發現的新物質。因此,這些發現可能是進入宇宙學新時代的途徑。法斯納赫特鼓勵在未來研究中使用更加精密的技術,並答道:“這可能會產生一個更加完整的宇宙學模型。”

FY: 亦楓

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