宇宙大发现 「暗能量」是宇宙膨胀证据

2014年11月13日 7:06     评论»

2014-03-27 13:44

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哈佛─史密森尼物理学中心的研究团队,最近找到了宇宙膨胀(inflation,或称暴胀)的直接证据「初始重力波」或称为「暗能量」,这是二十五年来宇宙探索最重大发现,重要性足以摘下诺贝尔奖。

爱因斯坦广义相对论被证实

3月17日哈佛大学史密森尼天体物理学中心宣布,在宇宙微波背景辐射中观测到B模式偏振,证实重力波的存在。重力波是宇宙膨胀时以光速往外扩散、扭曲时空的微弱波动,被视为宇宙大爆炸的「回音」。美国物理学家卡米翁可斯基(未参与研究)也认为这是宇宙暴胀的确切证据。物理学家爱因斯坦早在1916年发表的广义相对论中就提出了重力波的存在,直到现在才被直接证实。

而这次美国团队之所以能有重大突破,关键就在研究中所使用的侦测器,是来自科学家郭兆林独家设计。该研究团队利用位於南极的第二代宇宙星系外偏振背景成像望远镜(BICEP2),观测宇宙大爆炸「余晖」、弥漫整个宇宙的宇宙微波背景辐射,经过三年观测分析,从中找到重力波留下的独特波纹:B模型偏振,证实重力波的存在。

科学家称,宇宙加速膨胀需要一种反引力能量的推动,这种能量也称为「暗能量」。暗能量均匀地分布在宇宙中,除了提供反引力,和物质没有任何作用。最新的观测表明,宇宙中暗能量占宇宙总能量的73%,暗物质占23%,常规物质只占4%。

科学家推测暗能量占宇宙总能量的73%,暗物质占23%,常规物质只占4%。(NASA)

虽然,目前关於暗能量的理论有不同的说法,不过科学家们相信,暗能量或许左右着宇宙的未来。如果宇宙按照现在这样加速膨胀下去,最後暗能量的斥力会撕裂星系、星体,甚至原子和原子核,那麽处於近邻超级星系团之外的星系最终会远离我们而去。

宇宙大爆炸理论

1929年,爱德文?哈勃(Edwin Hubble)发现,从遥远星球来的光谱普遍向长波方向偏移,即发生「红移」。星球越远,红移越大,而这种现象合理的解释就是宇宙正在膨胀。那麽过去的宇宙就要比现在的小,而在过去某个时刻可能整个宇宙仅仅是一个点。这个点就是现在科学家们认为的宇宙的开始,或者叫「宇宙大爆炸」。到了1963年,阿诺?彭齐亚斯(Arno Penzias)和罗伯特?威尔森(Robert Wilson)发现了「宇宙大爆炸」留下的微波背景辐射,宇宙大爆炸理论才逐渐被科学界所接受。

过去,天文学家曾经认为,因为引力的作用,宇宙膨胀的速度都应该是越来越慢。但1998年天文学家惊讶地发现,宇宙膨胀不是越来越慢了,而是越来越快了。而这个证据是来自对一类称为Ia类超新星爆发的研究。

Ia类超新星是由一个白矮星和一个正常星体组成的双星系统。当白矮星的质量达到临界质量时,就会发生热核爆炸。而这类超新星爆发具有相同的亮度。因此从Ia类超新星爆发的亮度就可以算出超新星爆发的距离和发生的时间。另外,因为宇宙膨胀,从超新星爆发发出的光谱到达地球时发生了红移。通过测量这种红移,天文学家可以知道,发生超新星爆发以来宇宙膨胀了多少,并推算出宇宙膨胀的历史

新的宇宙起源理论

近年来,关於宇宙产生的大爆炸理论,也开始受到很多科学家的挑战,2006年等媒体报导,美国和的科学家组成的联合研究组最近提出了新的宇宙起源理论。认为,在我们生活的宇宙产生之前已经有宇宙存在,目前的宇宙也将被未来的新宇宙取代,而现在这个宇宙远比已知的还要古老。甚至推测,现在也许有个「暗物质」宇宙与我们的现实宇宙同时存在,但是我们却无法触及。

关键字: 暗能量

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