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filecoin招商(www.ipfs8.vip):岁数神秘的宇宙,难以捉摸的哈勃常数,宇宙之谜能否揭开?

简介:最新的研究解释宇宙已存在137.72亿年。通过ACT科学家能够确定年轻宇宙的许多行为,包罗其岁数。连系威尔金森微波各向异性探测器(或WMAP)的效果,他们的岁数为137.7亿岁。

宇宙可能已存在137.7亿年。也可能稍小于这个数值,我们不能确定。

揭晓的两篇论文解释宇宙已经存在137.772亿(±390亿)年。

多酷!这与早期以类似方式丈量的宇宙岁数一致。这也很酷。

但也有不酷的地方,这似乎并没有削减因差异丈量方式发生的差异。差其余丈量方式得出了一个与之小了几亿的岁数。这看起来也许不是个大事,但这真的是个大问题。两组方式应该丈量出一样的岁数,但并没有。这意味着我们忽略了宇宙的一些基本问题。

我们使用智利的阿塔卡玛宇宙望远镜(ACT)做了新的观察。它是一个六米长的蝶形望远镜,对光谱介于红外线和无线电波之间微波部门的亮度很敏感。当宇宙还很年轻时,它稀奇炎热且密实,然则约莫在宇宙大爆炸38万年之后,它因冷而变得透明。那时,它和太阳外面一样炎热,它发出的光或多或少已经成为光谱的可见部门,为我们肉眼可见。

然则宇宙自那时起已经膨胀了许多。这些光在到达地球时已经损失了许多能量来匹敌膨胀,也发生了红移(光谱的谱线向红端移动),即波长变得更长。它现在位于光谱的微波部门。它四处都是,存在于天空的每个部门,以是我们把它叫做宇宙微波靠山,简称CMB。

大量的信息被储存在光中,以是在宇宙刚38万岁时,我们就可以通过ACT(阿塔卡玛宇宙望远镜)观察天空,估量宇宙的状态。

ACT(阿塔卡玛宇宙望远镜)观察局限有15000平方度,跨越了整个天空的三分之一!通过观察约5000平方度的局限,他们能够确定还年轻的宇宙的许多行为,包罗它的岁数。连系威尔金森微波各向异性探针(简称WMAP)的效果,他们得出了宇宙137.7亿的岁数。这也和欧洲普朗克义务的数值相相符,该义务同样丈量了早期宇宙的微波。

阿塔卡玛宇宙望远镜做了关于早期宇宙的一份大观察,显示了宇宙大爆炸留下的辐射中细小的温度颠簸。这些转变最终形成了银河、星辰和你。

他们也能丈量宇宙膨胀率。20世纪20年月第一次发现了宇宙膨胀。天文学家发现离我们越远的物体远离我们的速率越快。离我们两倍远的物体似乎正在以两倍快的速率远离我们。这种膨胀率被称为哈勃常数,它是用单元距离的速率来权衡的:物体移动的速率与距离的比值。

新的观察得出这个常数值为67.6 ±1.1公里每秒每百万秒差距(百万秒差距缩写为Mpc,是关于天文学的某些方面便利的距离单元,即是326万光年;比到仙女座星系的距离远一点)。因此,由于宇宙膨胀,距离我们1Mpc的物体应该以67.6千米每秒的速率远离我们,距离我们2Mpc的以135.2千米每秒的速率远离,以此类推。比这庞大一些,但主要就是这样。

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现在存在着一个问题。有许多种方式丈量哈勃常数,好比考察遥远星系中的超新星、用引力透镜观察、观察遥远星系中的伟大气体云等等。许多方式都获得了一个更大的数值,约莫73 km/sec/Mpc。这些数字是相近的,让人在某种水平上放心。但仍然存在着令人费解的差距。它们应该是一致的,但它们并不是。

他们也获得了宇宙的差异岁数。越大的哈勃常数意味着宇宙膨胀得越快。基于此宇宙并不需要太多的时间就能到达现在的巨细,这意味着它更年轻。较小的常数则意味着宇宙更古老。虽然宇宙膨胀率看起来神秘,但它与更基本的宇宙岁数看法直接相关。也正是由于难以捉摸,两组方式得出了差其余数值。

哪一个才是对的呢?这是一个很难回覆的问题,甚至是一个错误的问题。更好的问法是:为什么他们纷歧致?

很显著,这两个方式都是准确的。他们丈量了宇宙差其余两个部门。那些观察宇宙微波靠山辐射的人是在宇宙存在不足100万年的时刻观察的。另一部门人则是在宇宙已经存在几百万年的时刻观察的。也许膨胀率在那段时间改变了。

换言之,我以为哈勃常数并不是一个常数。

方式自己也许会有问题,但已经用许多方式磨练过,而且每组都使用了多种差其余方式磨练,似乎不太可能泛起这种情形。

这显然是宇宙的错,而非我们的。或者更好的说法是错在我们丈量宇宙的方式。它在做它该做的。而我们只要找出缘故原由。

有关该问题已经揭晓了许多论文,绝不夸张地说,它是现在宇宙学中最大最棘手的问题。

仅小我私人看法。获得博士学位后,我的第一份事情是简朴研究宇宙靠山探测器COBE的一个部门,通过它考察宇宙微波靠山(CMB)并确定了宇宙大爆炸是真的。那时的丈量是不错的,但仍有提高的空间。然后威尔金森微波各向异性探测器(WMPA)降生了,再之后是普朗克,另有现在的阿塔卡玛宇宙望远镜(ACT)。这些丈量工具都有难以置信的准确。天文学家称其为高精度宇宙学,这是一种内部笑话。很长一段时间,我们险些没有任何关于这些数值的想法。

现在天文学家在这方面是云云地善于,以至于10%的误差都被视作一个伟大的问题,而在已往50%的误差都是被认可的。看着这个领域随着时代提高是一种真实的快乐,由于在这方面我们做得越好,我们就可以把宇宙自己作为一个整体明白得更好。

是,我们仍存在问题,但都是伟大的问题。

然则, 我们怀着他们不久就会被解决的希望。由于只要我们付诸实践我们的明白就会取得亘古未有的伟大飞跃。

BY: Phil Plait

FY: Ella

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