天文學家揭宇宙加速膨脹秘密(圖)

發表:2012-05-26 17:30
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宇宙在加速膨脹的過程中(網路圖片)

自上世紀末,宇宙持續加速膨脹之謎就一直困擾著科學界。到底是什麼給了宇宙一種相反之力,使其能夠消減將銀河系凝聚在一起的引力呢?據英國廣播公司(BBC)網站近日報導,一個國際研究團隊對宇宙歷史關鍵變革時期進行了新的闡釋,通過測量1萬多個星系的精確距離,探測到60億年前暗能量是影響宇宙加速膨脹的主要驅動力。而且,相關研究發現與愛因斯坦的廣義相對論和宇宙常數理論完全一致。

在曼徹斯特召開的英國國家天文學會議上,承擔國際重子振蕩光譜巡天(BOSS)普查部分研究的成員之一、樸茨茅斯大學教授威爾·珀西瓦爾說:「我們所做的是要測量25萬多個星系的三維位置,這是有史以來對宇宙最大範圍的普查,以分析、嘗試瞭解宇宙如何膨脹及為什麼會加速的。」現在已測量1萬多個星系的精確距離,探測到60億年前暗物質在推動宇宙加速膨脹中起到了主導地位,相形之下引力退居次位。

該研究主要採用兩種技術瞭解宇宙的加速膨脹。一種被稱為重子聲學振蕩,通過測量振蕩波在宇宙大尺度結構上形成的高密區,來發現暗能量在其中所起的作用。大尺度結構上的宇宙如同一張纖細而留有空隙的網,星系團則是最密集的突起結構,由於其具有循環規律性,因此科學家可以通過精確測量星系對之間的角度推出其距離。而由於光速恆定,瞭解到觀測對象的距離也就知道其年齡。

另一項技術涉及到「紅移空間扭曲」。紅移是指物體電磁輻射由於某種原因波長增加的現象,在可見光波段,表現為光譜的譜線朝紅端移動了一段距離。目前天文領域多將此現象用於天體移動及規律的預測。宇宙加速膨脹可由被觀測天體的紅移值來衡量,當地球所接收到的遙遠天體光譜向紅光方向移動時,就說明它在遠離我們。由於紅移與距離成正比,便給科學家提供了一個測量宇宙的標準。

研究人員稱:「我們發現的一切完全符合愛因斯坦的廣義相對論及其宇宙常數。」愛因斯坦的廣義相對論公式推導出宇宙在不斷膨脹,而在加進「宇宙常數」項後,發現宇宙的膨脹不是在減慢而是在加速。而據認為,在浩瀚宇宙空間暗物質佔22%,利用原子組成「正常」物質而形成生物、星球或恆星的其他物質只有4%,而餘下的組分被認為是暗能量,即愛因斯坦的宇宙常數。儘管宇宙常數未經過任何驗證,但迄今其符合科學家對宇宙有限觀測數據所得出的結論。

研究人員表示,未來還將通過新墨西哥州Apache Point天文臺2.5米口徑的斯隆數字巡天廣域光學望遠鏡,拍攝和測量宇宙中距離地球100億光年的超過5000萬個星系的三維精確位置,以印證暗能量如何影響宇宙加速膨脹的進程。



来源:科技網

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