天文学家已经对宇宙膨胀率进行了迄今为止最精确的测量——果然,宇宙膨胀率似乎仍在加速。
增加的速度不应令人震惊 –我们已经怀疑了一段时间了。这种测量的作用是将巧合的可能性降低到五千分之一,这意味着我们确实需要一些聪明的新想法来解释它。
经过六年的测量,天文学家巧妙地使用了 NASA 的哈勃望远镜,计算出宇宙的拉伸速率,不确定性仅为 2.3%。
我们知道空间正在膨胀。空间膨胀背后的推动力,无论是什么,都可以用一个数字来量化——哈勃常数,以公里每秒每兆秒差距给出。
正如您所料,我们用于得出此数字的工具会产生略有不同的答案。大多数人倾向于说宇宙正在膨胀触摸速度超过 70 km/s/Mpc(约 44 英里/秒/Mpc)。
但有一种工具却得出了截然不同的结果。通过分析– 138亿年前的光回声仍在太空中荡漾 – 普朗克任务得出了一个数字接近 67.8 km/s/Mpc(约 42 英里/秒/Mpc)。
这看起来差别不大,但足以让天文学家停下来。
“社区确实正在努力理解这种差异的含义,”这项最新研究的首席研究员说来自太空望远镜科学研究所 (STScI) 和约翰·霍普金斯大学的 Adam Riess。
诺贝尔奖获得者的结论布赖恩·施密特和尼古拉斯·B·桑采夫在 20 世纪 90 年代,宇宙的膨胀不是在减弱,而是在加速。
哈勃和普朗克的结果只能证实宇宙在遥远的过去可能膨胀得较慢。
尽管如此,物理学家和天文学家还是不喜欢赌“可能”。因此,他们寻找更多的方法来完善这些数字,希望它们能够汇总起来或揭示我们错过的一些东西。
里斯的团队利用哈勃望远镜收集造父变星天体的数据。
就像超新星发出的光一样,造父变星的星光被认为足够可靠,可以作为可靠的银河尺度——我们可以确定较暗的恒星距离更远,而不仅仅是亮度较低。
这项研究背后的研究人员首先研究了我们银河系中的造父变星,以完善视亮度和距离的相关性。
现有数据仅基于距地球 300 至 1,600 光年之间的少数造父变星。
该团队认为他们可以做得更好,因此他们想出了一种方法,将哈勃望远镜推向极限,收集 6,000 至 12,000 光年外造父变星的信息。
为了测量它们的准确距离,他们观察了地球绕太阳运动时它们位置的变化。让您了解一下那是什么移位看起来就像,想象一下试图确定大约 150 公里(约 100 英里)外的一粒沙子那么宽的距离。
他们通过四年来每六个月每分钟测量每颗恒星的位置一千次来完成这一疯狂的壮举。
“你测量两颗恒星之间的距离,不仅仅是在相机上的一个地方,而是一遍又一遍地测量数千次,从而减少测量误差,”里斯说。
有了关于造父变星的更好数据,他们在遥远的星系中寻找它们,并得出了接近 73.45 ± 1.66 km/s/Mpc (45.64 ± 1.03 英里/s/Mpc) 的数字,将数字的不确定性降低到创纪录的2.3%。
里斯现在计划收集另外 50 颗造父变星的数据,并进一步提高精度。
这使得宇宙生命周期内测量结果的差异更不可能是巧合。有事发生了。
是不是有一种神秘的力量叫做暗能量?有证据表明我们需要改变想法宇宙的形状?物理学的一种神秘形式称为暗辐射?
各位,现在就下注吧。因为物理学即将变得奇怪。
本文的一个版本于 2018 年 2 月首次发表。该研究现已发表于天体物理学J新闻报。