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测量斋藤佑宇宙的膨胀:测量速度的重要性

天文学与空间 2022-04-21 00:05:34

作者:查尔斯·路易斯·斯坦哈特,尼尔斯·波尔研究所 在这两次观测中,红移都是根据超新星的清晰度来测量的

但是在观测2(星系2)中,测量是在爆炸喷出物上进行的

银河系2的测量变得更加不确定,因为我们不知道每次爆炸喷射物质的速度有多快

为了获得尽可能多的数据,它仍然被制作

荣誉:尼尔斯·波尔研究所 自从天文学家埃德温·哈勃证明了两个星系距离越远,它们彼此远离的速度越快,研究人员就测量了宇宙的膨胀率(哈勃常数)和膨胀的历史

最近,一个新的难题出现了,因为使用早期宇宙中的辐射和使用附近的物体来测量这种膨胀之间似乎存在差异

哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所宇宙黎明中心的研究人员现在通过关注速度测量为这场争论做出了贡献

该结果已发表在《天体物理学杂志》上

宇宙黎明中心的研究人员发现,用于确定宇宙膨胀率的速度测量可能不可靠

正如该出版物所述,这并没有解决矛盾,而是暗示了宇宙构成中的一个额外的不一致性

测量宇宙的膨胀率 目前,天文学家使用两种非常不同的技术来测量宇宙的膨胀

一个是基于测量附近星系的距离和速度之间的关系,而另一个是源于研究来自早期宇宙的背景辐射

令人惊讶的是,这两种方法目前发现不同的膨胀率

如果这种差异是真实的,结果将是对宇宙发展的一种新的、相当戏剧性的重新解释

然而,哈勃常数的差异也有可能来自不正确的测量

很难测量宇宙中的距离,所以许多研究都集中在改进和重新校准距离测量上

尽管如此,在过去的4年里,这个分歧一直没有得到解决

遥远星系的速度很容易测量——至少我们是这么认为的 在最近的一篇科学文章中,来自宇宙黎明中心的研究人员现在试图揭示一个相关的问题:速度的测量

根据远处物体离开我们的速度,它的光线会变成更红的颜色

有了这个所谓的红移,就有可能从遥远星系的光谱中测量速度

与距离测量不同,直到现在,人们一直认为速度相对容易测量

然而,当研究人员最近检查过去25年收集的1000多颗超新星(爆炸恒星)的距离和速度测量值时,他们发现结果有惊人的差异

尼尔斯·玻尔研究所的硕士学生阿尔伯特·斯内彭解释说:“我们一直认为测量速度是相当直接和精确的,但事实证明我们实际上在处理两种红移

" 第一种,测量宿主星系离开我们的速度,被认为是最可靠的

另一种红移测量的是星系内部爆炸恒星喷射出的物质的速度

或者,更准确地说,来自超新星的物质以百分之几的光速向我们移动(插图1)

在补偿了这种额外的运动之后,宿主星系的红移和速度就可以确定了

但是这种补偿需要一个精确的爆炸模型

研究人员能够确定这两种不同技术的结果导致了宇宙的两种不同的膨胀历史,因此也导致了两种不同的组成

事情“以一种有趣的方式被打破了吗?” 那么,这是否意味着早期宇宙的测量和更新的测量最终是速度测量不精确的问题?这篇文章的作者之一比迪沙·森说,可能不会

“即使我们只使用更可靠的红移,超新星的测量结果不仅继续与早期宇宙测量的哈勃常数不一致——它们还暗示了关于宇宙组成的更普遍的差异,”她说

尼尔斯·波尔研究所的副教授查尔斯·斯坦哈特对这些新结果很感兴趣

“如果我们真的在处理两个分歧,这意味着我们目前的模式将“以一种有趣的方式被打破,”他说

“为了解决两个问题,一个是关于宇宙的组成,另一个是关于宇宙的膨胀速度,与我们只想解释膨胀速度的单一差异相比,需要相当不同的物理解释

" 北欧光学望远镜的科学工作仍在继续 借助大加那利岛的北欧光学望远镜,研究人员现在正从主星系获得新的红移

当他们将这些结果与基于超新星的红移进行比较时,他们将能够看到这两种技术是否仍然不同

“我们已经了解到,这些敏感的测量需要精确的速度测量,这些将通过新的观察来实现,”斯坦哈特解释说

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