如果宇宙一直膨胀下去,这种宇宙被称为(如果未来宇宙一直膨胀下去这种宇宙被称为)
宇宙膨胀的速度比科学家预测的要快,但是没有人知道为什么。
暗物质和可见物质的模拟视图(宇宙模拟模型协作)
一组研究人员使用望远镜技术来证实这一困境,该技术一直依赖可变形反射镜来集中数据。他们的研究发表在上月皇家天文学会的月度报告中。在其中测量的宇宙膨胀速率的确切大小与科学家们已经使用了几十年的标准模型不符。
“宇宙中有危险。”克里斯·法纳特在新闻发布会上说,他是一名天体物理学家,也是这项研究的合著者。
其他研究机构在今年早些时候的评论中也有类似的结论。
“这种不匹配一直在增长,现在已经到了一个不可忽视的地步。这种差异不可能偶然发生。”获得诺贝尔奖的科学家亚当·里斯也是4月份发表的一项研究的作者,他在当时的新闻稿中说。
他还发现“这也许是几十年来宇宙学发展中最令人兴奋的事情。”
哈勃常数之谜
宇宙一直在膨胀,变得越来越大,星系也延伸得更远。几十年来,科学家们一直试图测量宇宙增长的速度——有一个数字叫做哈勃常数。
研究人员通过研究138亿年前大爆炸遗留下来的辐射,获得了宇宙的历史,这也被称为宇宙微波背景辐射
当科学家研究微波背景辐射时,他们可以看到非常遥远的过去,因为光速是恒定的。
例如,当我们看地球上的太阳时,我们在八分钟前看到了太阳,因为太阳离我们大约有八个光点。因此,当科学家们看离我们足够远的物质时,他们实际上看到的是宇宙的开始。
根据这一系列的观察,科学家发现在大爆炸之后,宇宙开始迅速膨胀。这是因为一种暗物质的引力可以追溯到,暗物质是一种看不见的神秘力量,约占宇宙中所有物质的85%。
(宇宙标准模型,BICEP2实验/欧洲核研究组织/美国航空公司空航天局)
但是
他们遇到了一个问题。
测量显示宇宙膨胀的速度比标准模型中预测的要快。里斯在他4月份的研究中发现,根据宇宙微波背景辐射,宇宙的膨胀速度实际上比预测的快9%。
“这不仅仅是两个不同的实验,”他当时说。
我们测量了一些基本差异。一个是我们今天看到的宇宙膨胀的速度。另一个是根据早期的物理学和测量来预测宇宙膨胀的速度。如果这些价值观得不到认可,我们很有可能已经错过了一些东西。
新技术证实了这一困境,但我们在解决这个问题上没有取得任何进展。
目前唯一拥有两台最大的光学和红外望远镜的天文台。地图来源;
在这项新的研究中,科学家们使用了夏威夷凯克天文台望远镜的尖镜系统,该系统使用了柔性透镜,这样就可以正确地反映地球大气造成的扭曲,并立即返回空中物质的图像。
科学家用望远镜瞄准三个非常明亮活跃的星系,它们被称为类星体。
在对类星体的研究中,他们使用了一种叫做“引力透镜”的装置,这种装置可以测量类星体在穿过大量物质到达地球时所能达到的弯曲程度。一个巨大的物体(像一颗巨大的行星),它的光线向四面八方弯曲,向科学家展示了同一类星体的不同弯曲版本,与过去略有不同。
他们通过比较各种图片,计算类星体的光到达地球需要多长时间,并通过收集信息,了解它们在宇宙膨胀期间可以旅行多少次。
(三个类星体的透镜)
像以前可接受的研究一样,新的结果显示宇宙膨胀的速度比标准模型预测的要快。科学家将他们目前的研究结果与哈勃望远镜进行比较,发现他们的数据是一致的。
根据早期哈勃常数和后期宇宙数据之间的差异,我们在固定模型中遗漏了一件事。天体物理学家谢里·苏豫在一份发表的研究报告中说。
例如,它可能是外部暗能量,或一个新的相对论粒子,或一些尚未被发现的新物理想象。
科学家还不知道丢失的部分是什么。有些人认为罪魁祸首是暗物质,这是一个神秘而不可见的术语,它构成了宇宙的68%。当这种能量向外推进并被暗物质的引力淹没时,它可能会加速膨胀。
法斯纳特说,他希望科学家们能够继续使用这种新的望远镜技术,当他们寻找他们所了解的宇宙中缺失的部分时,这种技术能够收集更精确的数据。“也许这将引导我们走向一个更完整的宇宙模型,”他说。