美国物理学家对宇宙目前的膨胀速度进行了有史以来最精确的测量,但有一个问题:宇宙的膨胀速度比我们地球的膨胀速度快 8%。现行物理定律可以解释一下。
如果得到独立测试的证实,这一新的测量将迫使我们重新思考如何和在过去的 138 亿年里一直影响着宇宙的演化,这对宇宙来说意义重大粒子物理标准模型必须改变。
“我认为标准宇宙学模型中有一些我们不理解的东西,”约翰·霍普金斯大学的首席研究员亚当·里斯(Adam Riess)说,他也是暗能量的共同发现者早在1998年,告诉达维德·卡斯泰尔维奇自然。
所以……刚刚发生了什么?好吧,现在,物理学家解释了宇宙的逐渐膨胀——自宇宙诞生以来,这种膨胀就一直有效。- 暗物质和暗能量的存在。
当我不可见的暗物质被认为占宇宙的 27%,可见物质仅占 5%,暗能量据估计,它占已知宇宙的 68%,这三者相互作用的方式可以解释为什么一切从一开始就在膨胀。
根据公认的宇宙学模型,对宇宙演化影响最大的是竞争介于暗物质和暗能量之间。虽然暗物质的引力似乎正在减慢宇宙的膨胀,但暗能量似乎正在将宇宙拉向相反的方向,使其加速。
天体物理学家能够通过测量大爆炸留下的辐射来解决这一切,我们现在可以将其观察为,或 CMB。
里斯和世界各地其他天体物理学家对宇宙微波背景的早期观察表明,自大爆炸以来,暗能量对宇宙的引力一直保持不变,卡斯特尔维奇报道。
这个假设得到了支持最全面的CMB分析,最近由欧洲航天局普朗克天文台进行,科学家们从此利用普朗克的测量来估计宇宙历史上任何时刻的膨胀率。
宇宙微波背景图像。图片来源:美国宇航局
“多年来,这些预测与对当前宇宙膨胀速度(也称为宇宙膨胀速度)的直接测量不一致。,”卡斯特尔维奇说。 “但到目前为止,这个常数的误差幅度足够大,可以忽略分歧。”
现在,里斯和他的同事们找到了另一种测量膨胀率的方法——某些类型天体的亮度,例如恒星和超新星,称为“标准蜡烛”。
正如 Kelly Dickerson 为 Mic.com 解释的那样,标准蜡烛被认为发出完全相同的亮度,这意味着物理学家可以使用它们作为标记来测量宇宙远离我们膨胀的速度。
里斯的团队利用哈勃太空望远镜长达数小时的数据分析了 18 个标准烛光,计算出膨胀速度比普朗克测量预测的快约 8%。
“如果这个新的测量是准确的——而且我们的宇宙微波背景图也是准确的——那么我们对宇宙的基本理解就是错误的,”迪克森说。
这些结果已发布预印本网站 arXiv.org加州大学宇宙学家 Kevork Abazajian(未参与这项研究)正在等待同行评审,具有“成为宇宙学变革者”的潜力,告诉自然。
我们将不得不静观其变,等待这些结果得到独立证实或反驳,但我们已经听到了最近经常我们的宇宙中发生的事情挑战我们当前的物理定律,所以最终可能不得不放弃一些东西。
有一点是肯定的——对于一名物理学家来说,这是一个激动人心的时刻。