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宇宙膨胀在加速,为什么呢?没人知道!

时间:2019-05-20|栏目: 天文 • 物理 |点击:4

    据国外媒体报道,宇宙在膨胀,而且,膨胀的太快了,为什么呢?没人知道!而现在,宇宙的膨胀速度甚至要比原先设想的更快!为什么?还是不知道!

    对我们来说,“宇宙会永远存续下去”这个概念可谓相当费解,因为我们的大脑难以接受“无限”这样的概念,但还有一种可能:由于宇宙一直在扩张,它会不会只是看似无限呢?

    宇宙至今已有138亿至140亿年的历史了,回溯到宇宙诞生的初期,也就是宇宙大爆炸之后不久,宇宙从一个质量无限大,体积为零的点开始爆发,迅速扩张到今天的模样。

    事实上我们今天仍然可以看到当初的这次“大爆炸”事件留下的光芒,观测的方法是将先进的望远镜指向极为遥远的星系。那些星系发出的光要在太空中传播数十亿年之后才能抵达地球。

    通过这种方式,我们可以观测宇宙的膨胀速度——只要观察各个方向上那些遥远星系远离我们的速度,我们就可以大致估算宇宙膨胀的速度。

    宇宙膨胀在加速,为什么呢?没人知道!

    图片来源:网络

    天文学家们尝试对宇宙观测进行直接测量时发现,通过之前那种传统方法估算出来的宇宙膨胀数值似乎偏小了,换句话说,宇宙膨胀的速度超出了预估,基于哈勃空间望远镜开展的高精度观测结果得出一项结论:宇宙的膨胀速度比我们原先预计的高出大约9%。

    但还是老问题,没人知道这是为什么。

    这并非我们第一次观测到这种膨胀的加速,但此前的观测结果存在1/3000的误差可能,在天体物理学研究中,这是一种相当高的误差结果。

    诺贝尔奖获得者,美国约翰·霍普金斯大学的天体物理学家亚当·里斯最新发表的论文增强了天文学家们的信心,因为其误差值仅有10万分之一,他表示:“(观测上给出的)不吻合性在增长,现在已经到了再也不能用巧合或者误差去进行解释的时候了。”

    此次研究人员测算宇宙膨胀使用的方法,大体上与1929年埃德温·哈勃发现宇宙膨胀的方法是一样的,都是利用一类被称作“造父变星”的特殊变星进行观测。

    变星是一种亮度会随时间发生变化的特殊恒星,而根据1908年著名的美国女天文学家亨利埃塔·勒维特给出的相关结果,造父变星的光变周期与其绝对星等之间存在相关性。简单说,就是造父变星的光变周期越长,其光度越大。

    这就意味着,天文学家只要观察一颗造父变星的亮度变化周期长短,便可以得知其真实亮度。而如果我们能够知道一颗恒星的真实亮度,我们就可以直接根据从地球上看上去它有多亮,来直观地得到其距离的远近。

    而要想测量宇宙的膨胀速度,天文学家首先要测出很多星系内部造父变星的距离。但要想做到测量的精准性,需要长期的耐心,因为即便是哈勃空间望远镜,每一次观测也只能测定一个造父变星。

    好在研究团队巧妙地开发出一种新的算法,让哈勃望远镜采用一种“漂移”观测的方法,能够一次拍摄时获取多于一颗造父变星的图像,并极大提升了观测精准度,从而大大加速了研究工作的进行。

    这项研究的结果与此前欧洲普朗克卫星得到的结果出现了不一致的情况,欧洲的这颗先进卫星可以测量宇宙大爆炸之后38万年至今宇宙的膨胀速度。

    那么,如果说宇宙的膨胀速度“几乎肯定”比我们原先以为更快,这说明什么?

    这并非简单的两次实验得到的结果不同的问题。事实上我们所测量的是两个非常不同的东西。其中一个是在测量今天宇宙的膨胀速度,而另一个则是一种预测,即基于我们对早期宇宙的认识,对于宇宙膨胀速度给出的一种理论估算。而如果这两个数值之间出现了差异,有很大的可能性是我们在现有的宇宙模型中可能遗漏了某些东西,而正是借助宇宙模型,我们将理论与观测实践两个领域联系到一起。

    至于这里究竟缺失了什么?天文学家们自己也不清楚,人类只能继续进行探索。

    另外,由于宇宙在不断扩张,无论朝哪个方向看去,我们都只能看到4600万光年之内的事物。假如你能使时间停止、宇宙的扩张也因此停止,宇宙就会有可触及的终点或边界。

    你可以把宇宙想成一个气球。想象你自己就在这个气球里,住在其内表面上的二维空间之中。随着越来越多的气体进入这个气球,你就会看到宇宙的空间和表面都在扩张,表面上的每一点都距离彼此越来越远。

    这就产生了另一个问题:宇宙停止扩张之后,会发生什么事情呢?许多理论物理学家认为,宇宙将在28亿年至220亿年后走向终结,所以我们大概活不到揭开真相的那一天了。“大坍缩”可能就是宇宙最终可能面临的几种命运之一。与大爆炸相反,大坍缩可能会导致物质和时空朝自身的方向坍缩,形成奇点——一个类似于宇宙诞生之前的、无限致密的点。

    有人提出,这种理论为多重宇宙的存在提供了可能。也许我们自己的宇宙将会不断扩张,然后转而收缩,并发生大坍缩。而这又会导致另一次大爆炸的发生,再创造出一个全新的宇宙。就像一杯沸腾的水——水中除了水之外原本别无他物,但突然就凭空出现了一个气泡。

    而就在这个气泡出现之后,越来越多的气泡也会从水中相继涌出。每个气泡都由一次爆炸产生,然后在坍缩后消失。因此在空间中,我们的宇宙和其它宇宙也许并非从虚无中诞生、并不断向虚无中扩张。也许在这些宇宙的诞生之处,还存在其它事物,我们只是还没弄清它们是什么而已。说到这儿,你的思路还跟得上吗?

    这些概念对我们来说很难真正理解,所以许多科学家会用气球和沸腾的水来帮助我们理解。而一旦我们回答出了一个问题,又会引申出更多我们尚未回答的问题——就像水中不断冒出的气泡一样。

    宇宙也许是无限的,但希望和宇宙有关的问题是有限的。

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