科學家再次證明哈勃常數正在加速,星系和星體正在快速遠離地球

2020-12-06 幻之獅

也許許多人認為宇宙中的星體是保持固定的,最多它們會在「原地轉圈」,但科學家卻早已發現宇宙中的各種星體星系等等正在快速的遠離我們。

科學界稱這個現象為「宇宙加速膨脹」,目前的標準宇宙模型使用哈勃常數來描述宇宙膨脹的加速度。然而,去年普朗克衛星卻發現遙遠宇宙中的哈勃常數竟然比哈勃空間望遠鏡發現的哈勃常數更小。如果是這樣的話,說明宇宙的加速膨脹本身都在加速。

來自加州大學洛杉磯分校的西蒙·貝爾博士領導的天文研究小組利用類星體和引力透鏡效應來測量哈勃常數。類星體是宇宙中能量最高的一種活動星系。它們中心的超大質量黑洞在不斷的快速吞噬周圍的星際物質並釋放巨大的能量,產生近光速等離子體噴流。由此導致的輻射極高,所以即使是遙遠宇宙中的類星體科學家也很容易觀測到。

如果類星體與我們之間恰好有一個大質量星系的話,那麼這個星系的強大引力會扭曲光線的傳播軌跡,達到一種類似透鏡的效果。這種現象被稱為引力透鏡。在這種情況下,類星體的光線扭曲後往往會聚焦在多個不同的位置上,而這些不同的亮點的光線是經過不同的彎曲路徑抵達的。有趣的是,由於類星體的輻射強度一直在發生變化,所以比較不同亮點的光變曲線,天文學家就可以判斷對應光線的路徑,從而確定類星體以及引力透鏡星系離我們的距離。

另一方面,觀測中可以通過光譜直接確定天體的紅移。根據紅移和距離,科學家就可以計算哈勃常數。但是之前天文學家做的研究都需要類星體經過引力透鏡形成四個以上的聚焦亮點才能確定類星體和透鏡星系的距離。而這次西蒙·貝爾博士領導的研究小組證實了只要兩個亮點就足以測定哈勃常數。

貝爾博士指出,能形成四個以上的亮點的類星體是非常罕見的,目前只有幾十個觀測。而形成兩個兩點的類星體則非常的多,可以積累足夠的統計樣本來確定哈勃常數。

之前測定附近宇宙中的哈勃常數一般利用超新星等星體來進行測定。這次通過類星體引力透鏡效應,研究者發現近處宇宙的哈勃常數和之前的觀測結果是一致的,但是比普朗克衛星測量的遙遠宇宙的哈勃常數大概高8%。這說明宇宙加速膨脹的加速本身在附近宇宙環境中還加快了8%。

目前還有很多科學家對加快的哈勃常數還持懷疑態度。但是隨著越來越多的不同方法測定的哈勃常數,很多天文學家逐漸接受了這個觀點。有很多專家認為,這可能標誌著標準大爆炸宇宙模型中還存在致命的漏洞,比如對暗能量的物理描述有嚴重問題。也有觀點認為可能宇宙最近遭遇了某種巨變,導致膨脹的加速度產生變化。無論是哪一種原因,哈勃常數的區別很可能預示著宇宙的命運正在發生巨大的改變。

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  • 探索宇宙膨脹速度 三種方法測出三個哈勃常數
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  • 測量哈勃常數,探索廣闊宇宙
    早在上世紀20年代,埃德溫·哈勃就讓天文學家們相信,本就遙遠的天體正在遠離我們,但從那時起它們的後退速度,也就是哈勃常數,就一直是一個爭論的話題。科學家通常依賴於已知亮度的物體,即所謂的標準燭光,觀測越亮,證明物體越近,反之越暗就越遠。作為標準燭光的天體包括某些超新星以及閃爍速率取決於亮度的恆星。科學家還可以依賴所謂的標準尺——大小已知、距離可以根據其在天空中顯示的大小來計算的物體——來測量星體距離。
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  • 測量哈勃常數,探索廣闊宇宙
    早在上世紀20年代,埃德溫·哈勃就讓天文學家們相信,本就遙遠的天體正在遠離我們,但從那時起它們的後退速度,也就是哈勃常數,就一直是一個爭論的話題。物理學家們正在爭論這些數值是否真的更大,如果是的話,值的差異是由於計算物體距離的方式產生的,還是說它真的是一個未被發現的物理學信號。《量子》雜誌發表了一篇優秀文章,總結了這個故事和它的戲劇性。這個問題主要受限於測量物體距離的難度。科學家通常依賴於已知亮度的物體,即所謂的標準燭光,觀測越亮,證明物體越近,反之越暗就越遠。
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    大家好,歡迎收看我的百家號萌萌說說說,今天小編要給大家介紹的是哈勃定律的來源和研究。哈勃定律經過多年的星系觀測,埃德溫·哈勃和米爾頓·赫馬森推斷遙遠的星系正在遠離地球,且退行速度隨距離增加而變快。哈勃和赫馬森將這種方法應用到他們觀測的星系中,發現了一種數學關係:星系的紅移與距離成正比。由於紅移與星系移動的速度成正比,因此也就可以推出退行速度(v)與距離(d)成正比。哈勃將這種關係寫作:v=H。這就是哈勃定律,其中H是個比例常數,稱為哈勃常數。
  • 為啥看到星系遠離我們就可以證明宇宙在膨脹,而不是星系移動?
    星系遠離我們是宇宙現象,如果發現某一個或者某幾個星系遠離我們,或者某個方向的星系遠離我們,當然就不能認定為宇宙膨脹。但所有遠方的星系都在遠離我們,而且各向同性,且與距離有線性關係,這樣的發現除了宇宙整體膨脹,還能用什麼原因解釋呢?何為各向同性?就是任意方向看都是一樣的。
  • 根據萬有引力,宇宙中的物質應因引力而聚集,為何不斷加速擴張?
    於是他在引力場方程中加入了一個不影響方程式表達和正確性的常量,這就是宇宙常數,加入這個常量的目的,就是為了「抵抗」宇宙星體之間因引力發生坍縮的趨勢,從而將宇宙表達為一個靜態、穩定的狀態。然而,美國天文學家哈勃通過長期的觀測,利用造父變星光度的周期性變化,確定了目標星雲與地球的距離,而且這個距離會隨著時間的推移,不斷遠離地球,距離地球越遠的區域,其遠離速度越快。
  • 距離地球越遠的星系,退行速度就越快,是什麼在讓宇宙加速膨脹?
    20世紀初,一位名叫埃德溫.哈勃的物理學家通過分析星系光譜,得出了「大部分星系都在遠離地球」這一結論,而後愛因斯坦根據這一結論,修正了自己的廣義相對論引力場方程,刪掉了其中用於「維持宇宙穩恆態」的宇宙學常數。
  • 哈勃常數之謎
    有了有效的數字和巨大的分母,這使得這一常數極為精確。但是準確嗎?使用不同方法的其他度量得出74.03、71.9、69.8甚至67.4。埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)於1929年首次提出整個宇宙在擴張。這最初是基於哈洛·沙普利(Harlow Shapley)的觀察,其他星系似乎正在遠離我們。它們的顏色因都卜勒效應對這些星系傳給我們的光而紅移。
  • 科學家發現,所有星系幾乎都在遠離地球?人類被拋棄了嗎?
    特別是在探索的過程中誕生了數位科學家,這些科學家帶領著人類重新認識地球和宇宙,我們才能夠改變原有的認知。在上個世紀愛因斯坦提出了相對論,直到現在,他的相對論仍然是科學家進行探索的基礎。如今的我們早已經知道地球並非宇宙的中心,目前人類所能探測到的區域是930億光年,在這片區域之外究竟存在著怎樣的天地,我們仍然不得而知。星系正在遠離地球?