新研究再次证明哈勃常数正在加速(圖文)

萧路

  • 发布时间: 2019-02-11 13:19:30
 
【正见新闻网2019年02月10日】
 
科学家早已发现宇宙中的各种星体星系等等正在快速的远离我们。这个现象被称为宇宙的加速膨胀。目前的标准宇宙模型使用哈勃常数来描述宇宙膨胀的加速度。然而,去年普朗克卫星(Planck Satellite)发现遥远宇宙中的哈勃常数竟然比哈勃空间望远镜(Hubble Space Telescope)发现的哈勃常数更小。果真如此,这说明宇宙的加速膨胀本身都在加速。最近,天文学家利用一种全新的测量附近宇宙的哈勃常数的方法再次验证了这个观点。
由来自加州大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles)的Simon Birrer博士领导的研究小组利用了类星体和引力透镜效应来测量哈勃常数。类星体是宇宙中能量最高的一种活动星系。它们中心的超大质量黑洞在不断的快速吞噬周围的星际物质并释放巨大的能量,产生近光速等离子体喷流。由此导致的辐射极高,所以即使是遥远宇宙中的类星体科学家也很容易观测到。
如果类星体与我们之间恰好有一个大质量星系的话,那么这个星系的强大引力会扭曲光线的传播轨迹,达到一种类似透镜的效果。这种现象被称为引力透镜。在这种情况下,类星体的光线扭曲后往往会聚焦在多个不同的位置上,而这些不同的亮点的光线是经过不同的弯曲路径抵达的。有趣的是,由于类星体的辐射强度一直在发生变化,所以比较不同亮点的光变曲线,天文学家就可以判断对应光线的路径,从而确定类星体以及引力透镜星系离我们的距离。
另一方面,观测中可以通过光谱直接确定天体的红移。根据红移和距离,科学家就可以计算哈勃常数。但是之前天文学家做的研究都需要类星体经过引力透镜形成四个以上的聚焦亮点才能确定类星体和透镜星系的距离。而这次Simon Birrer博士领导的研究小组证实了只要两个亮点就足以测定哈勃常数。
Birrer博士指出,能形成四个以上的亮点的类星体是非常罕见的,目前只有几十个观测。而形成两个两点的类星体则非常的多,可以积累足够的统计样本来确定哈勃常数。
之前测定附近宇宙中的哈勃常数一般利用超新星等星体来进行测定。这次通过类星体引力透镜效应,研究者发现近处宇宙的哈勃常数和之前的观测结果是一致的,但是比普朗克卫星测量的遥远宇宙的哈勃常数大概高8%。这说明宇宙加速膨胀的加速本身在附近宇宙环境中还加快了8%。
目前还有很多科学家对加快的哈勃常数还持怀疑态度。但是随着越来越多的不同方法测定的哈勃常数,很多天文学家逐渐接受了这个观点。有很多专家认为,这可能标志着标准大爆炸宇宙模型中还存在致命的漏洞,比如对暗能量的物理描述有严重问题。也有观点认为可能宇宙最近遭遇了某种巨变,导致膨胀的加速度产生变化。无论是哪一种原因,哈勃常数的区别很可能预示着宇宙的命运正在发生巨大的改变。
这篇论文发表于2019年1月22日的《皇家天文学会月报》上。
 

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信息来源: 正见