美國物理學家對宇宙目前的膨脹速度進行了有史以來最精確的測量,但有一個問題:宇宙的膨脹速度比我們地球的膨脹速度快 8%。現行物理定律可以解釋一下。
如果得到獨立測試的證實,這項新的測量將迫使我們重新思考如何和在過去的 138 億年裡一直影響著宇宙的演化,這對宇宙來說意義重大粒子物理標準模型必須改變。
「我認為標準宇宙學模型中有一些我們不理解的東西,」約翰霍普金斯大學的首席研究員亞當里斯(Adam Riess)說,他也是暗能量的共同發現者早在1998年, 告訴達維德‧卡斯泰爾維奇自然。
所以……剛剛發生了什麼事? 好吧,現在,物理學家解釋了宇宙的逐漸膨脹——自宇宙誕生以來,這種膨脹就一直有效。- 暗物質和暗能量的存在。
當我看不見的暗物質被認為佔宇宙的 27%,可見物質僅佔 5%,暗能量據估計,它佔已知宇宙的 68%,而這三者相互作用的方式可以解釋為什麼一切從一開始就在膨脹。
根據公認的宇宙學模型,對宇宙演化影響最大的是競爭介於暗物質和暗能量之間。雖然暗物質的引力似乎正在減慢宇宙的膨脹,但暗能量似乎正在將宇宙拉向相反的方向,使其加速。
天文物理學家能夠透過測量大爆炸留下的輻射來解決這一切,我們現在可以將其觀察為,或 CMB。
里斯和世界各地其他天文物理學家對宇宙微波背景的早期觀察表明,自大爆炸以來,暗能量對宇宙的引力一直保持不變,卡斯特爾維奇報道。
這個假設得到了支持最全面的CMB分析,最近由歐洲太空總署普朗克天文台進行,科學家從此利用普朗克的測量來估計宇宙歷史上任何時刻的膨脹率。
宇宙微波背景影像。 圖片來源:美國太空總署
「多年來,這些預測與對當前宇宙膨脹速度(也稱為宇宙膨脹速度)的直接測量不一致。,”卡斯特爾維奇說。 “但到目前為止,這個常數的誤差幅度足夠大,可以忽略分歧。”
現在,里斯和他的同事們找到了另一種測量膨脹率的方法——某些類型天體的亮度,例如恆星和超新星,稱為「標準蠟燭」。
正如 Kelly Dickerson 為 Mic.com 所解釋的那樣,標準蠟燭被認為發出完全相同的亮度,這意味著物理學家可以使用它們作為標記來測量宇宙遠離我們膨脹的速度。
里斯的團隊利用哈伯太空望遠鏡長達數小時的數據分析了 18 個標準燭光,計算出膨脹速度比普朗克測量預測的快約 8%。
“如果這個新的測量是準確的——而且我們的宇宙微波背景圖也是準確的——那麼我們對宇宙的基本理解就是錯誤的,”迪克森說。
這些結果已發布預印本網站 arXiv.org加州大學宇宙學家 Kevork Abazajian(未參與這項研究)正在等待同行評審,具有「成為宇宙學變革者」的潛力,告訴自然。
我們將不得不靜觀其變,等待這些結果得到獨立證實或反駁,但我們已經聽到了最近常在我們的宇宙中發生的事情挑戰我們當前的物理定律,所以最終可能不得不放棄一些東西。
有一點是肯定的——對於物理學家來說,這是一個令人興奮的時刻。