暗能量的幽灵作用推动了宇宙膨胀

白癜风是怎么造成的 https://m-mip.39.net/baidianfeng/mipso_4211291.html

科学家对暗能量或幽灵能量进行了广泛搜索,他们只是为了寻找究竟是什么因素推动了宇宙的膨胀。本地星群和本地星团构成了“本地宇宙”,在其中发生了令人费解的奇异景象,在星群和星团内的星系产生了彼此分离的运动,它们相互退行的速度比天文学家过去的预期更快。什么力的作用推动了它们的额外膨胀?星系之间以更多的速度发生分离,这对宇宙学意味着某种深刻的奥秘。天文观测结果表明了宇宙膨胀率显示为哈勃常数,但不能被常数项的专有名词所蒙蔽,作为宇宙膨胀率的哈勃常数其实不是一个常数,而是一个变数。

为了确定哈勃常数值,天文学家在星系距离与星系的退行速度之间建立了方程式,通常以他们所在的地球为测量距离和速度的原点,但天体距离的测量十分困难,主要是缺少实用和便捷的指示牌,比如:选用能标识太空距离的标准烛光或其它标尺。天文学家通过一系列的步骤建立了宇宙的测距体系,使用叠加法推算空间的跨度,但在宇宙距离的阶梯测量中,每一个步骤都存在瑕疵和不确定的因素,经过数十年坚持不懈的努力,天文学家调整和校准了不同的天文测距方法。

科研人员在一项研究中把天文测量的校准精度提高到了比过去更高的程度,他们采用了新的方法,对哈勃常数精确度的确认值达到了每数亿光年2.4%的误差值。几亿光年的距离在宇宙空间达到了本地星团的范围。科研人员取得了很大成功,但仍有一些需要解决的技术问题。除了哈勃常数,科学家也从宇宙微波背景辐射的观测结果中确定宇宙的膨胀率,微波背景辐射或CMB是宇宙发生大爆炸后在整个太空留下的辐射余晖。

与对本地星系群和本地星系团进行的观测不同,背景辐射图谱揭示了宇宙总体的膨胀特征,但也出现了意想不到的问题,对宇宙整体膨胀率的测算比对“本地宇宙”膨胀率的测算值低了9%,对比两种不同体系的测量结果,天文学家力求降低其中的不确定因素,他们认为,两种测量结果的差异不会是无中生有,这种客观存在的差异需要得到合理的解释,两种天文测距方法为何产生了差异?一些可能的选项化解了两组数据的冲突。

暗物质

暗物质是第一个潜在的因素,它是宇宙中居于支配地位的隐藏物质,暗物质在宇宙的分布并不均匀平坦,它们聚集成团块状的形体,好像星系和星系团的聚合形态,暗物质对“本地宇宙”施加了相对少的引力拖动。地球可能正好处在一个宇宙的空洞,它是物质密度低于宇宙平均密度的空旷区域,如果地球真的处在一个密度稀疏的空洞,那么地球和人类就会寄居在宇宙中的一个奇异角落,但没有足够的天文证据说明,地球和人类刚好位于巨大空洞的一个角落。

暗能量

暗能量假设很好地解释了宇宙加速膨胀的现象,它是宇宙中居于支配地位的能量,正是暗能量的排斥作用推动了宇宙的加速膨胀,但暗能量为何仅表现为单一的简单形态,它在宇宙演变史上是否呈现为一种永恒不变的量?暗能量可能是有活力、有变化的物理量,它在宇宙膨胀过程中改变了特性。假如暗能量的变化发生在宇宙史上非常近的时期,那么宇宙额外的膨胀将会印刻在本地星团,但本地星团的额外膨胀没有影响到宇宙整体,如果这种解释正确,那么宇宙存在值得人们担忧的因素,在暗能量的某种“幽灵作用”下,宇宙膨胀的加速度将变得越来越快,最终产生“宇宙大撕裂”的景象,暗能量的剧烈作用可能超出科学家的理论预期。

暗辐射

一种潜在的解释方案是所谓的“暗辐射”,它是由在早期宇宙中穿梭的超快粒子组成。科学家还没有给出有关暗辐射如何构成的单一定义,一个中微子的家族成员成了科学家偏好的对象,他们将它亲切地称之为贫瘠中微子。暗辐射只是理论的假设,还没有找到暗辐射存在的任何观测证据,但暗辐射可能在早期的宇宙呈现,它影响了早期宇宙的膨胀,影响的结果可能印刻在总体的哈勃常数上,但暗辐射现在已融入本地的哈勃常数项。

暗引力

至今考虑到的解释方案涉及到了对宇宙构成特性的修改,但有一种激进的“暗引力”的替代方案,这可能表明人们还没有充分理解宇宙的基本性质,引力可能不完全遵循爱因斯坦在广义相对论中奠定的规则。科学家对修正引力的理论讨论了很长时间,采用了很多种理论的表述形式,他们目前还不清楚能否从宇宙的加速膨胀推导一种修正性的引力。

潜在性推测

对几种方案的选择潜在地解释了在“本地宇宙”和整体宇宙的测量中产生的膨胀率差异,从本地宇宙和整体宇宙的测量和计算中得出了哈勃常数,似乎只有一个是正确的。两种观测结果依据了非常基本的数据,如何在可能性中进行取舍,似乎只有进入理论推测的领域,从中尝试不同的理论解释,抛弃不合理的推测,找到可行的解释。天文学家将收集更多的数据,确定校正的数据和测量方法,直到产生最后的可能结果。没有完美无缺的观测结果,科学研究的很大部分是解释测量的不确定性,他们围绕随机性的误差开展争论,以解释测量不确定性对结果不确定性带来的影响。

系统误差也是一种不确定性,这类误差有时给研究人员带来了忧惧感,与散射的测量结果不同,系统系误差将所有结果转移到这种或那种方式中,它们影响了对天文距离的测量,系统误差以距离阶梯方式进行传播,潜在性地将“本地宇宙”哈勃常数的测量结果转移到整个宇宙哈勃常数的测量结果中。科研人员使用了新的数据和方法,在本地宇宙和整体宇宙之间产生的哈勃常数冲突得到了缓解,有些天文学家明确表示,这是目前的合理解释。

(编译:-7-29)



转载请注明地址:http://www.1xbbk.net/jwbzn/3932.html


  • 上一篇文章:
  • 下一篇文章: 没有了
  • 网站简介 广告合作 发布优势 服务条款 隐私保护 网站地图 版权声明
    冀ICP备19027023号-7