宇宙正在越來越熱：過去100億年氣體平均升溫約200萬度

2020-11-15 中國數字科技館


　　一項新的研究發現，宇宙正在變得越來越熱。

　　這項研究發表在10月13日的《天體物理學雜誌》上，探討了過去100億年宇宙的熱歷史。科學家發現，在這段時間裡，整個宇宙中氣體的平均溫度增加了10倍以上，達到了大約200萬開爾文。

　　「這一發現直接證實了2019年諾貝爾物理學獎得主吉姆·皮布爾斯的開創性工作，他闡述了宇宙中大尺度結構如何形成的理論，」俄亥俄州立大學宇宙學和天體粒子物理中心研究成員表示。

　　宇宙大尺度結構是指星系和星系團在單個星系以外的尺度上的整體格局，它是由暗物質和氣體的引力坍縮形成的。

　　隨著宇宙的演化，引力將太空中的暗物質和氣體拉到一起，形成星系和星系團。這一過程中，物體運動的阻力非常大，以至于越來越多的氣體受到衝擊和加熱。

　　為了了解宇宙溫度是如何隨時間而變化的，研究人員使用了普朗克(Planck)和斯隆數字巡天(Sloan Digital Sky Survey)2項任務收集的太空光數據。

　　普朗克任務是由歐洲航天局在2009年至2013年期間運營的一個空間天文臺，以極高的靈敏度和小角解析度在微波和紅外線波段繪製了宇宙微波背景(CMB)的各向異性圖。

　　斯隆數字巡天是使用位於新墨西哥州阿帕奇山頂天文臺的2.5米口徑望遠鏡進行的紅移巡天項目。



　　科學家們結合了2個任務的數據，並通過測量紅移來評估星體間熱氣的遠近距離。

　　紅移是天體物理學家用來估測遙遠物體的宇宙年齡的概念，其名字來源於光波長的方式，指物體的電磁輻射由於某種原因頻率降低的現象，在可見光波段，表現為光譜的譜線朝紅端移動了一段距離，即波長變長、頻率降低。

　　當光源遠離觀測者運動時，觀測者觀察到的電磁波譜會發生紅移，這類似於聲波因為都卜勒效應造成的頻率變化。

　　紅移的概念之所以有效，是因為我們從離地球較遠的物體上看到的光比我們從離地球較近的物體上看到的光更古老——來自遙遠物體的光經過了更長的路程才能到達我們。這意味著研究人員可以用一種測量距離地球較遠的氣體溫度的方法來測量距離地球較遠的氣體的溫度。

　　紅移增加的比例與距離成正比。這種關係為宇宙在膨脹的觀點提供了有力的支持，比如大爆炸宇宙模型。

　　需要注意的是，研究人員表示，宇宙的變暖與地球變暖無關。這些現象發生在非常不同的尺度上，根本沒有聯繫。」

本文來自： 前瞻網

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