宇宙學的「標準模型」受到新的測量結果的質疑

2021-01-19 天文在線

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【內容簡介】:利用新的宇宙距離測量方法,天文學家改進了他們對哈勃常數的計算。新的測量結果促使科學家們考慮著手修正這一重要數據,並為「標準宇宙學模型」的觀點提供了有力支持。

新的測量方法使科學家能夠改變哈勃常數,並改變我們對不斷膨脹的宇宙的感知。 (圖片來源:NRAO / AUI / NSF的Sophia Dagnello)

使用新的宇宙距離測量方法,天文學家改進了對哈勃常數的計算,該常數描述宇宙在距離特定空間點不同距離處的膨脹速度。

新的測量結果促使科學家們考慮修正這一重要數據,並為描述宇宙基本性質的「宇宙學標準模型」可能需要修正的觀點提供了支持。

天文學家說,這些使用世界各地各種望遠鏡進行的新測量,強調了之前測量的哈勃常數與「標準模型」預測的常數之間的差異。

根據「宇宙學標準模型」,宇宙被認為大約有5%是普通物質,27%是暗物質,68%是暗能量。

在這項新工作中,研究人員對四個不同星系的距離測量(距離地球1.68億光年到4.31億光年之間)進行了改進,並對之前對兩個星系的距離測量進行了補充。他們發現哈勃常數,即宇宙膨脹的速率,為每秒73.9公裡(45.9英裡)/百萬秒差距。

這與標準模型預測的每秒百萬秒差距67.4公裡(41.9英裡)相當不同。

「測試宇宙學的標準模型是一個非常具有挑戰性的問題,需要對哈勃常數進行有史以來最好的測量,」 哈佛大學和史密森尼大學天體物理學中心的研究員,新論文的主要作者唐·佩斯在一篇論文中聲明。

「哈勃常數預測值和測量值之間的差異指向了物理學中一個最基本的問題,所以我們希望有多個獨立的測量來證實這個問題並測試這個模型,」 佩斯說。 「我們的方法是幾何的,完全獨立於所有其他方法,它強化了這種差異。」

這些新的測量是由包括美國國家科學基金會的超長基線陣列(VLBA),卡爾·J·詹斯基超大型陣列(VLA)和羅伯特·C·伯德·格林銀行望遠鏡(GBT)以及德國的艾菲爾斯堡望遠鏡在內的望遠鏡進行的。 。

美國國家射電天文臺(NRAO)的詹姆斯·布拉茨:「我們發現星系比宇宙學的標準模型所預測的要近,從而證實了其他類型的距離測量中發現的問題。」

我們發現星系比宇宙學的標準模型所預測的,確鑿的問題在其他類型的識別距離測量,」國家射電天文臺(NRAO)的Braatz,曾領導Megamaser宇宙學項目,旨在衡量哈勃常數,在相同的聲明中說。

Braatz補充說:「關於這個問題是存在於模型本身還是用於測試它的測量方法中始終存在爭議。」 「我們的工作使用完全獨立於所有其他方法的距離測量技術,並且我們加大了測量值與預測值之間的差異。預測中涉及的基本宇宙學模型很可能就是問題所在。」

相關知識

美國國家射電天文臺(英語:National Radio Astronomy Observatory,縮寫為NRAO)是美國國家科學基金會資助的從事射電天文研究的機構,總部位於維吉尼亞大學,在位於西維吉尼亞州綠岸的國家無線電寧靜區內建有世界最大的全可動射電望遠鏡——100米口徑的綠岸望遠鏡。在新墨西哥州的聖阿古斯丁平原,國家射電天文臺擁有甚大天線陣(VLA),由27臺25米口徑的天線組成,是世界上最大的綜合孔徑射電望遠鏡。2003年,國家射電天文臺與多個國家的研究機構合作,開始在智利北部建設由64臺口徑12米的天線組成的阿塔卡瑪大型毫米波天線陣(ALMA)。此外國家射電天文臺還在亞利桑那州的基特峰建有12米口徑的射電望遠鏡。

作者: Chelsea Gohd

FY:Margaret

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