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【探索】我们对哈勃常数的测量结果不一致

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天文学家已经提出了迄今为止对宇宙膨胀率最精确的测量方法——果然,它似乎还在加速。
增长的速度不应该令人震惊——我们已经怀疑了一段时间。这种测量方法的作用是将巧合的几率降低到1/5000,这意味着我们真的需要一些聪明的新想法来解释它。
经过六年的基于美国航天局哈勃望远镜的巧妙使用的测量,天文学家计算出我们宇宙的伸展率只有2.3%的不确定性。
我们知道空间正在扩大。空间膨胀背后的推力,不管它是什么,都是用一个数字来量化的——哈勃常数,单位是每兆帕每秒公里数。
如您所料,我们用来得出这个数字的工具产生了稍微不同的答案。大多数人倾向于认为宇宙正在以每英里70公里(约44英里)的速度膨胀。
但有一个工具却得出了截然不同的结果。通过分析宇宙微波背景——138亿年前仍在太空中荡漾的光的回声——普朗克任务得出了一个接近67.8公里/秒/英里/秒(约42英里/秒/英里/秒)的数字。
这看起来没什么区别,但足以让天文学家们暂停。
来自太空望远镜科学研究所(STScI)和约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的这项最新研究的首席研究员亚当·里斯(Adam Riess)说:“社区正在努力理解这种差异的意义。”。
20世纪90年代诺贝尔奖获得者布莱恩·施密特和尼古拉斯·桑特泽夫得出的结论是,宇宙的膨胀并不是逐渐下降,而是逐渐上升。
哈勃和普朗克的研究结果只证实了宇宙在遥远的过去的膨胀速度可能较慢。
尽管如此,物理学家和天文学家还是不喜欢赌“可能”。因此,他们寻找更多的方法来完善这些数字,希望它们要么走到一起,要么揭示我们错过的东西。
里斯的研究小组利用哈勃望远镜收集了有关造父变星的数据。
与超新星发出的光非常相似,造父变星的星光被认为是可靠的,足以构成一个坚实的银河尺度——我们可以确定,较暗的恒星离我们更远,而不仅仅是较暗的恒星。
这项研究背后的研究人员首先研究了我们银河系中的造父变星,以完善视亮度和距离的相关性。
现有的数据是基于距离地球300到1600光年之间的少数造父变星。
这个团队认为他们可以做得更好,所以他们想出了一种方法,将哈勃望远镜推向极限,收集6000到12000光年外的造父变星的信息。
为了测量它们的确切距离,他们观察了地球绕太阳运动时它们位置的变化。为了让你知道视差的变化是什么样子,试想一下,在150公里(约100英里)外,试图确定一个像一粒沙子那么宽的距离。
他们完成了这个疯狂的壮举,每六个月测量一颗恒星的位置,每分钟一千次,持续四年。
里斯说:“你测量的是两颗恒星之间的距离,不仅仅是在相机上的一个地方,而是上千次,减少了测量中的误差。”。
有了关于造父变星的更好的数据,他们在遥远的星系中寻找它们,得出了一个接近73.45±1.66公里/秒/英里(45.64±1.03英里/秒/英里)的数据,将这个数字的不确定性降低到了创纪录的2.3%。
里斯现在计划收集另外50颗造父变星的数据,并进一步提高精度。
这使得宇宙生命周期中测量值的差异更不可能是巧合。发生了什么事。
是一种叫做暗能量的神秘力量吗?需要改变我们对宇宙形状看法的证据?一种神秘的物理形式叫做暗辐射?
下注吧,伙计们。因为物理学即将变得怪异。
本文的一个版本于2018年2月首次发表。这项研究现在发表在《天体物理学杂志》上。


IP属地:浙江1楼2020-03-05 17:11回复
    译自 sciencealert
    译者:wangyan0845


    IP属地:浙江来自Android客户端2楼2020-03-05 17:20
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