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天文学家刚刚发现宇宙膨胀速度比应有的速度快得多

  • 2019-04-26
  • Scien

对宇宙膨胀率的最新测量结果已经出来,它比以往任何时候都更加确定地证实我们手上有一个真正的泡菜。结果再一次表明,宇宙的膨胀速度比根据刚刚发生后的条件应有的速度要快得多。。

宇宙的膨胀率称为哈勃常数,而且确定起来非常困难。

根据来自普朗克卫星的数据测量了宇宙微波背景(大爆炸后仅 38 万年的早期宇宙的状况,应为每秒每兆秒差距 67.4 公里(41.9 英里),不确定性小于 1%。

有多种方法可以导出哈勃常数。埃德温·哈勃观察到多普勒频移后退星云的变化——也就是说,随着物体移得更远,光的波长发生变化。但是,从那时起的几十年里,我们的方法已经完善。

现在,计算经常涉及使用标准蜡烛例如造父变星,其已知的光度可以进行精确的距离计算 - 并且它们返回结果的速度始终快于普朗克数据。

例如,去年,对哈勃常数的造父变星计算得出的膨胀率为每秒每兆秒差距 73.5 公里(45.6 英里)。

这项测量将结果出错的可能性降低到了五千分之一。现在我们有了一个新的结果,进一步缩小了范围。

天文学家团队使用哈勃太空望远镜的新方法,比以往任何时候都更准确地计算了大麦哲伦星云中 70 个造父变星的绝对亮度。

利用这些数据,他们得出了新的哈勃常数:每秒每兆秒差距 74.03 公里(46 英里)。

这比基于普朗克数据的估计快了约 9%。现在,这种差异是侥幸或错误的可能性仅为十万分之一。

“早期宇宙和晚期宇宙之间的哈勃张力可能是几十年来宇宙学中最令人兴奋的发展,”天体物理学家亚当·里斯说太空望远镜科学研究所(STScI)和约翰霍普金斯大学的。

“这种不匹配一直在加剧,现在已经达到了一个不能被视为侥幸的地步。这种差异不可能是偶然发生的。”

这意味着我们错过了一些东西。作为去年推导哈勃常数的一项研究提议使用黑洞,加速度可能是密度增加的结果暗能量。

这种神秘的能量形式被认为构成了宇宙物质能量密度的 70% 左右,也是目前对宇宙加速增长最被接受的解释。

或者也可能是这样与正常物质的相互作用比天文学家所认为的更强烈。

但这也可能意味着,是的,这个结果无法根据当前的物理学来解释。所以可能需要一些闪亮的新奇特物理学。

“这不仅仅是两个不同的实验,”里斯说。

“我们正在测量一些根本不同的东西。一个是测量我们所看到的今天宇宙膨胀的速度。另一个是基于早期宇宙的物理学和对它应该膨胀的速度的测量的预测。

“如果这些价值观不一致,我们很可能会在连接这两个时代的宇宙学模型中遗漏一些东西。”

该团队的研究已被接受发表于天体物理学杂志,并且可用于arXiv。

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