科学家发现宇宙加速膨胀确切证据

2014-10-19  来源:本站原创  分类:首页  人气:2 

科学家发现宇宙加速膨胀确切证据

  本图显示了宇宙场内全部物质分布状况的平滑重塑结构。利用“哈勃”太空望远镜和地基望远镜的观测数据,天文学家根据弱重力透镜失真效应对背景星系形状的影响推测出宇宙物质分布情况。

科学家发现宇宙加速膨胀确切证据

  结合分布于地球周围近50万个星系的重力透镜数据,研究人员绘制了宇宙大部分暗物质的3D地图。

  据美国太空网报道,通过对宇宙近50万个变形的星系进行深入的研究,一支由多国科学家组成的研究团队近日发现了宇宙扩张速度正在不断加速的确切证据。这些变形星系都是由“哈勃”太空望远镜所观测到的。宇宙扩张的加速理论还证实了爱因斯坦的广义相对论。

  利用“哈勃”太空望远镜所拍摄的557张宇宙照片,科学家们得以对超过44.6万个星系进行了全面而细致的研究。这项研究最终证实了科学家们长期以来的想法,即一种被称为暗能量的神秘力量不仅仅在驱动宇宙的扩张,而且以更快的速度扩张。英国爱丁堡大学科学家帕特里克-西蒙是研究论文的联合作者之一。西蒙在一份声明中表示,“这项研究工作所涉及的星系绝对数量是前所未有的。但是,更重要的是我们从这些空前庞大的数据集中获取了关于宇宙不可见结构大量有价值的信息。”

  长期以来,天文学家一直都知道宇宙仍在不断地扩张。根据自1929年以来的观测数据,天文学家的这种观点从未发生变化。1929年,著名天文学家埃德温-哈勃测量了许多星系的宇宙速度,他发现那些被测量的星系都在宇宙中加速远离我们。

  1998年,两个天文学家小组宣称,宇宙不仅仅正在扩张,而且还在不断加速。研究人员认为,一个星系距离地球越远,它远离地球的速度事实上越快。该理论坚信,最终这些星系的距离会达到足够的远,导致一个星系所发出的光将无法达到另一个星系。此外,星系间的观测和通信也将成为不可能之事。只有本地的星系群才有可能组合在一起,但从长期来看,这种组合的前景也存在不确定性。

  曾经有天文学家提出这样一个更可怕的想法,那就是宇宙扩张的失控将可能会导致宇宙最终大解体。宇宙大解体可能发生在从现在开始算起的大约300亿年之后。届时,甚至每一个星系中的每一颗恒星都将粉身碎骨,而所有行星也将灰飞湮灭。而且,所有原子也将无法组合在一起。

  在最新研究中,天文学家们利用一种所谓的“弱重力透镜”效应在宇宙范围测量物质的分布情况。他们还利用地基望远镜对“哈勃”太空望远镜所观测到的19.4万个星系的距离进行了测量。他们的详细研究成果发表于即将出版的最新一期《天文与天体物理学》杂志上。

  天文学家还根据最新观测数据发现了宇宙中物质是如何在重力作用下组合在一起的以及如何在暗能量的作用下分离的线索。研究论文联合作者之一、德国波恩大学本杰明-约奇米介绍说,“暗能量从两个方面影响我们的测量。第一,当它存在时,星系族会增长得更加缓慢。第二,它改变了宇宙的扩张方式,导致更遥远星系效果更强烈的透镜效应。我们的分析和测量方法对这两点影响都非常敏感。”

  研究人员认为,这项研究成果还有两点好处。首先,宇宙扩张的加速论断证实了爱因斯坦的广义相对论。其次,该成果还有助于绘制更清晰的宇宙地图,可以帮助科学家弄清楚星系是如何在宇宙中分布的。

  论文的另一位联合作者、来自美国哈佛大学的科学家威廉姆-哈伊解释说,“此前,大多数研究都在二维条件下完成的,就好比进行一次胸部X光检查。但是,我们的研究类似于利用CT扫描技术对骨骼进行三维再造。在此基础上,我们可以看到从宇宙幼年时期到现在成长过程中的暗物质的‘骨骼’。”

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