天文學(xué)家證暗能量是宇宙加速膨脹“主推手”

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自上世紀(jì)末,宇宙持續(xù)加速膨脹之謎就一直困擾著科學(xué)界。到底是什么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(jù)英國(guó)廣播公司(BBC)網(wǎng)站近日?qǐng)?bào)道,一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)對(duì)宇宙歷史關(guān)鍵變革時(shí)期進(jìn)行了新的闡釋,通過測(cè)量1萬多個(gè)星系的精確距離,探測(cè)到60億年前暗能量是影響宇宙加速膨脹的主要驅(qū)動(dòng)力。而且,相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)與愛因斯坦的廣義相對(duì)論和宇宙常數(shù)理論完全一致。

在曼徹斯特召開的英國(guó)國(guó)家天文學(xué)會(huì)議上,承擔(dān)國(guó)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(xué)教授威爾?珀西瓦爾說:“我們所做的是要測(cè)量25萬多個(gè)星系的三維位置,這是有史以來對(duì)宇宙最大范圍的普查,以分析、嘗試了解宇宙如何膨脹及為什么會(huì)加速的!爆F(xiàn)在已測(cè)量1萬多個(gè)星系的精確距離,探測(cè)到60億年前暗物質(zhì)在推動(dòng)宇宙加速膨脹中起到了主導(dǎo)地位,相形之下引力退居次位。

該研究主要采用兩種技術(shù)了解宇宙的加速膨脹。一種被稱為重子聲學(xué)振蕩,通過測(cè)量振蕩波在宇宙大尺度結(jié)構(gòu)上形成的高密區(qū),來發(fā)現(xiàn)暗能量在其中所起的作用。大尺度結(jié)構(gòu)上的宇宙如同一張纖細(xì)而留有空隙的網(wǎng),星系團(tuán)則是最密集的突起結(jié)構(gòu),由于其具有循環(huán)規(guī)律性,因此科學(xué)家可以通過精確測(cè)量星系對(duì)之間的角度推出其距離。而由于光速恒定,了解到觀測(cè)對(duì)象的距離也就知道其年齡。

另一項(xiàng)技術(shù)涉及到“紅移空間扭曲”。紅移是指物體電磁輻射由于某種原因波長(zhǎng)增加的現(xiàn)象,在可見光波段,表現(xiàn)為光譜的譜線朝紅端移動(dòng)了一段距離。目前天文領(lǐng)域多將此現(xiàn)象用于天體移動(dòng)及規(guī)律的預(yù)測(cè)。宇宙加速膨脹可由被觀測(cè)天體的紅移值來衡量,當(dāng)?shù)厍蛩邮盏降倪b遠(yuǎn)天體光譜向紅光方向移動(dòng)時(shí),就說明它在遠(yuǎn)離我們。由于紅移與距離成正比,便給科學(xué)家提供了一個(gè)測(cè)量宇宙的標(biāo)準(zhǔn)。

研究人員稱:“我們發(fā)現(xiàn)的一切完全符合愛因斯坦的廣義相對(duì)論及其宇宙常數(shù)!睈垡蛩固沟膹V義相對(duì)論公式推導(dǎo)出宇宙在不斷膨脹,而在加進(jìn)“宇宙常數(shù)”項(xiàng)后,發(fā)現(xiàn)宇宙的膨脹不是在減慢而是在加速。而據(jù)認(rèn)為,在浩瀚宇宙空間暗物質(zhì)占22%,利用原子組成“正!蔽镔|(zhì)而形成生物、星球或恒星的其他物質(zhì)只有4%,而余下的組分被認(rèn)為是暗能量,即愛因斯坦的宇宙常數(shù)。盡管宇宙常數(shù)未經(jīng)過任何驗(yàn)證,但迄今其符合科學(xué)家對(duì)宇宙有限觀測(cè)數(shù)據(jù)所得出的結(jié)論。

研究人員表示,未來還將通過新墨西哥州ApachePoint天文臺(tái)2.5米口徑的斯隆數(shù)字巡天廣域光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,拍攝和測(cè)量宇宙中距離地球100億光年的超過5000萬個(gè)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(jìn)程。
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