9778818威尼斯官网宇宙膨胀加速,宇宙的膨胀速度

据美利哥航空航天局官方网站音信,天国学家借助哈勃太空望远镜开掘,宇宙的膨大速度分别超越预期的5%和9%。他们意味着,这一研究成果或有利于爆料笼罩在暗能量、暗物质及暗辐射头上的“面纱”。

9778818威尼斯官网 1哈勃空间望远镜拍录的星系UGC 9391,是那项新商量中应用的星系之一。这些星系包罗两类“量天尺”——造父变星(红圈所示)和Ia型超新星(红棕光标所示)——天国学家利用它们总计出了更标准的哈勃常数。图片来源:NASA/ESA/A. Riess [STScI/JHU]

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十几年来说,二种衡量宇宙膨胀速率的关键本事并从未收获同样的结论。通过运用NASA的哈勃太空望远镜,天国学家表示,他们在颁发这种不平等的途中已经通过了两个首要的诀窍。近期的切磋结果注解,只怕必要新理论来解释营造宇宙的力。

在新型研讨中,由诺Bell奖获得者、太空望远镜调研所的Adam·Rees领导的应用斟酌团队,对含有造父变星和Ia型超新星的星系进行了研商。中科院国家天文台钻探员陈学雷解释称,造父变星的光变周期(即亮度变化七日的时间)与电灯的光存在对应关系,可用以衡量星际和星系际距离;而Ia型超新星被感到是宇宙的“规范烛光”,也可用来度量遥远宇宙天体的偏离,并通过得出宇宙膨胀的速率。

宇宙正在膨胀,那膨胀的快慢有多快?对于那一个题目,天史学家已经收获了迄今停止最可信赖的度量结果。难点是,以前,遵照其余观测数据以及大家眼下对自然界物理进度的询问,天国学家曾经预知了宇宙当前的暴涨速度,而本次获得的考察数据与以前的断言并不合乎。

加紧膨胀宇宙模型。图片来自网络

好消息是:天国学家对天体自大爆炸以来的膨胀速度做出了现今最纯粹的度量。

轻巧易行回想:宇宙每时每刻都在膨胀。星系之间的长空正在延伸,似乎烤箱里的面团同样。但大自然的恢宏速度有多快?当哈勃望远镜和其余望远镜试图应对这么些主题素材时,它们的洞察和化学家的预测现身了叁个有趣的歧异。

化学家们通过衡量18个星系里的大致2400颗造父变星,并比较那二种天体的观测亮度,准确衡量并总括出了其忠实亮度和到遥远星系内约300颗Ia型超新星的偏离;再将数值与通过衡量远隔星系发生的光的拉伸而得出的宇宙膨胀速度实行相比,并动用那些值计算出了宇宙空间膨胀速度:73.2英里/秒/百万秒差别,相对误差仅为2.4%。商讨结果就要发表在《天体物艺术学杂志》上。

妥当说来,宇宙未来的膨胀速度要比预知快了9%。天教育家称,这一异样意味着,要么对于宇宙微波背景辐射的观看比赛是错的,要么就是有某种未知的物理现象正在马不解鞍空间的膨大。

明天视点

但这也许也是四个让人不安的消息:新的数量依然与独立度量开始的一段时代宇宙膨胀的数目分裂,这只怕代表宇宙的结缘有一对鲜为人知的东西。

新式的哈勃数据下跌了这种反差来自衡量自身的恐怕性,仅为10格外之一。而不到一年前的猜测是3000分之一。那么些迄今停止最标准的哈勃度量值表示,大概须要新物理来分解这种差别。

但新型值与别的研讨摄取的预测值并不要命适合:NASA的威尔金森微波各向异性探测器和欧空局的普朗克太空望远镜对大爆炸余晖举行度量预测出的哈勃常数分别比这一值小5%和9%。

美利坚合众国俄勒冈大学伯克利分校的天军事学教师、发表这一意识的舆论合营者之一阿列克谢·菲利潘科(AlexFilippenko)说,“要是你真正相信大家的数值,相信大家费尽心血做出了不错的衡量,并正确通晓了结果的不明确度,那就只能得出五个定论——基于宇宙微波背景辐射(即大爆炸余辉)的度量所作出的断言出难题了。”

本报报事人 刘 霞

在太空深处发生了如何难以预料的事情啊?

“在开始的一段时期和早先时期宇宙之间的哈勃冲突大概是几十年来宇宙学中最冲动的开展,”诺Bell奖得主、太空望远镜调研所和平条John霍普金斯大学的首席商讨员Adam Riess说, “这种差异一直在滋长,未来一度到了贰个不容许被视为侥幸的地步。这种不相同不容许有的时候候发生。”

地农学家以为,宇宙膨胀速度比预计快,也许是暗能量“作祟”,它们以更加大的力让星系互相远隔;另四个“幕后推手”大概是大自然变成开始的一段时期包罗的一种速度邻近光速的新亚原子粒子,它们会集在同步产生的暗辐射能量或让宇宙加速膨胀。

她补充说,“可能宇宙在嘲笑大家,可能我们对此宇宙的精晓还不完整。”

自上世纪20年份以来,美利坚联邦合众国天国学家哈德温⋅哈勃的体察让地医学家知道,宇宙在持续膨胀。那么,宇宙的膨大速度有多快——也即所谓的哈勃常数有多大啊?

诺贝尔奖获得者Adam·Rees提出:团队实在在竭力精晓这种差别的意义。

拧紧“宇宙距离阶梯”上的螺栓

钻探人口代表,最新商量表示,暗物质也许具备更离奇的“特性”;陈学雷则感觉,也许天医学理论上还会有一点点因素未被群众挂念进去。

原因有望是存在另一种未知粒子,大概正是常被倘若的中微子第4味,也可以有异常的大可能是暗能量(导致宇宙加快膨胀的暧昧因素)在138亿年宇宙衍变的历史过程中国电影响力变得进一步大。还会有望是爱因Stan的广义绝对论,即宇宙学专门的学问模型的根底,存在一丝丝错事。

哈勃常数是大自然参数,在五花八门的宇宙空间学总括中都扮演那些重大的剧中人物,它调节了宇宙空间的断然规模、大小和年龄,是大家量化宇宙演化最直白的工具之一。另外,它也与暗物质、暗能量的属性有关,而后两个,是大家脚下仍未揭穿的宇宙空间几大谜团中的七个。

Rees辅导一组研讨人口运用哈勃太空望远镜度量宇宙的膨胀速度。二〇一三年,他因开掘加速宇宙而赢得诺Bell奖。这么些集团包蕴霍普金斯高校和太空望远镜调研所的斟酌职员,在过去五年里使用哈勃太空望远镜正确度量了到星系的偏离,使用恒星作为里程碑标识。那么些衡量被用来测算宇宙随时间膨胀的速度,那些值被称得上哈勃常数。

科学家利用“宇宙距离阶梯(cosmic distance ladder,或自然界距离尺度)”来规定宇宙中山高校自然的相距。这种方法取决于正确衡量到周围星系的离开,然后利用它们的恒星作为里程碑标志,再到更远的星系。天教育家使用那几个数值,以及星系光通过宇宙拉伸而变得“更红”(注:空间伸展使波长变长,称为宇宙学红移,cosmological redshift)的度量值,来测算宇宙随时间膨胀的速度,称为哈勃常数(哈勃勒constant)。Riess和她的SH0ES(Supernovae H0 for the Equation of State)共青团和少先队自贰零零伍年以来平素致力于经过哈勃望远镜立异那几个离开衡量并微调哈勃常数。

那项研商的首长、美利坚联邦合众国John斯·霍普金斯高校及空间望远镜调研所的亚当·Rees(Adam Riess)说,“这一摄人心魄开采恐怕是一条至关主要的端倪,将扶持大家知晓宇宙中所占比例高达95%却又不会发光的那三个神秘成分,比如暗能量、暗物质和暗辐射(dark radiation)。”Rees曾经在德克萨斯高校伯克利分校任博士后商讨员,与菲利潘科共事过一段时间。由于观测Ia型超新星而开掘宇宙正在加速膨胀,Rees在二零一三年收获了诺Bell物农学奖。

100多年来,物经济学家分别凭仗对Ia型超新星和宇宙微波背景的观望,测出了八个哈勃常数的值,但那多个值并区别,那让物文学家们很吸引。今后,通过对红巨星的切磋,地工学家又搜查捕获了二个新的哈勃常数值,新值介于上述两个之间,令整个事件更是复杂。

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在那项新商量中,天国学家使用哈勃望远镜观望了稻谷哲伦星云(Large Magellanic Cloud)中70颗称为造父变星的脉动星(pulsating stars)。通过相比那么些造父变星、更远星系中的造父变星、以及更远更加亮的Ia型超新星(Type Ia supernovae,当双星系统中的白矮星品质当先上限制时间出现)的度量结果,那几个观测有利于天翻译家“重新建立”距离尺度。Riess的团队由此将哈勃恒常数的不明显性从从前推断的2.2%减少到1.9%。

大爆炸余辉

几年前,欧空局的普朗克天文台(Planck observatory)度量了宇宙空间微波背景辐射里的细微波动,这种背景辐射记载了最早宇宙的野史。普朗克所作的度量结果,再结合当前的大自然物农学标准模型,曾预知今天宇宙的暴涨速度应该为66.53±0.62海里/秒/百万秒差异(km/s/Mpc)。百万秒差异是叁个相距单位,大致也正是326万光年。

从前,对星系所作的直白观测将宇宙当前的膨胀速率,也便是所谓的“哈勃常数”(Hubbleconstant),限定在了70到75 km/s/Mpc之间,允许有大致5%-百分之十的模型误差——那些结果倒并不一定与普朗克的预感相背弃。不过,菲利潘科说,最新的直白衡量得出的暴涨速率为73.24±1.74 km/s/Mpc,不鲜明度只有2.4%,显著与普朗克的预感不可能相容。

本条商讨团体开拓了更新本事,改正了对长时间星系距离的测量精度,进而加强了对大自然当前暴涨速率的度量精度。商讨团队中有几名成员都踏足过当年的高红移超风尚搜寻共青团和少先队,便是该团队在一九九八年一块开掘了宇宙空间的加速膨胀。

研讨集体找到了部分星系,既包涵造父变星(Cepheid),又带有Ia型超新星。造父变星是一类脉动变星,光变速率与它们本人的望文生义亮度相关。知道一颗恒星的真人真事亮度,再跟地球上它看起来的视亮度作个相比,就可见标准测定它的偏离,继而掌握它所在星系的相距。因而,造父变星又被叫作“风雨花”。Ia型超新星则是另一类常用的宇宙风雨花,那类爆炸的恒星在闪烁时自个儿都兼备同等的亮度,况兼那个领悟,足以在特别漫长得多的距离上被大家看见。

这一个研商者衡量了贰十三个临近星系中的大约2400颗造父变星,并还要比较了两类量天尺的视亮度,进而正确测定了Ia型超新星的真正亮度。然后,利用这一校准后的结果,他们又总结了绵绵星系中山大学约300颗Ia型超新星的相距。

“为了测定哈勃常数,我们既必要用造父变星来测定包蕴Ia型超新星的邻近星系的相距,也亟需用300颗更漫漫的Ia型超新星来测定它们所属的这一个长时间星系的离开。”菲利潘科说,“那篇故事集专心于那二十一个接近星系,确实不行相当好地质测量定了它们的距离,结果的不分明度不大,对那么些不明确度也许有了不亦乐乎的打听。”

9778818威尼斯官网 5天国学家利用哈勃空间望远镜衡量了造父变星的距离,进而校准了它们的诚实亮度,使得它们能够被作为宇宙量天尺,去度量遥远得多的别样星系的偏离。这种测距方法要比古板的视差法越来越准确。图片来源:NASA/ESA/A. Feild [STScI]/A. Riess [STScI/JHU]

三个哈勃常数不均等

欧航局普朗克卫星测绘的宇宙微波背景图,哈勃常数今后应当是42英里每秒百万秒差异,而且不容许超越43公里每秒百万秒差别。那象征,每隔330万光年,一个星系隔开分离地球的快慢增大42英里每秒。但Rees的集体钻探小组测得的值为45英里每秒百万秒差别,表艺人系的运动速度比观望开始的一段年代宇宙所暗指的要快。

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校准造父变星

选取位于仙本那的10米口径凯克I望远镜,菲利潘科的团协会还度量了蕴涵Ia型超新星的邻近星系中造父变星地点紧邻气体的赛璐珞丰度。这让他们革新了测定那个星系距离的准确度,进而更确切地校准了Ia型超新星的峰值光度。

菲利潘科说,“在测定宇宙膨胀速率及纯粹评估结果的不鲜明度大小方面,大家早已形成了世界首先。然则,大家发掘,从对早先时期宇宙的观赛前猜度得出的膨胀速率,仿佛跟大家测得的膨大速率不太一致。那评释,大家对宇宙物艺术学的询问缺点和失误了某一主要环节。”

Rees说,“倘诺大家精通宇宙最早的成份,举个例子暗能量和暗物质,何况大家的物历史学是正确的,那么你就足以从对大爆炸不久自此早先时期宇宙的衡量结果中,利用大家对于宇宙的打听,去预见前天的宇宙空间应该膨胀得有多快。可是,假设这一差别被验证的确的话,只怕我们就还从未科学地知道宇宙,而未能精晓的那部分退换了前天的自然界学常数应有的大小。”

何以手艺表达这一距离呢?有希望暗能量的强度随自然界不断扩展而变得尤为强,也可能有十分的大可能存在一类斩新的亚原子基本粒子——速度周边光速、被叫作“暗辐射”的一类粒子。除此而外,还会有一种可能的解说是,暗物质具备某个奇怪到意料之外的性情。暗物质是大自然的“骨架”,正是在暗物质的框架之上,星系本领创设起明日大家看看的宇宙大标准结构。

研究协会还将三番两次使用哈勃空间望远镜来更是勘误对哈勃常数的衡量精度,他们的对象是把不明确度正确到1%之内。欧空局盖亚卫星(Gaia)之类的望远镜,和前途的Webb空间望远镜(JWST)及大视场红外空间望远镜(WFIRAV4ST),也将支持天国学家越来越好地质度量量宇宙的膨大速率。

连带探究杂文将公布在风行一期的《天体物理期刊》(the Astrophysical Journal)上。(编辑:Steed9778818威尼斯官网宇宙膨胀加速,宇宙的膨胀速度。)

20世纪20年份,哈勃(哈勃太空望远镜就是以她的名字命名)等人意识,宇宙正在膨胀——因为大部分星系离银系更加的远,且距离银系越远的星系,后退的速度也越快。星系远远地离开银系的快慢和星系与银系的离开之间的比值差非常少牢固,这一比率被喻为哈勃常数。

哈勃数据非凡纯粹,乃至于天国学家不能够将那四个结果里面包车型地铁距离便是任何一种衡量或形式的标称误差。Rees解释说:那二种结果都由此了两种措施的测验。除了一多元不相干的荒谬外,那进一步有极大希望那不是二个张冠李戴,而是宇宙的一个表征。

Credits: NASA, ESA, A. Riess (STScI/JHU) and Palomar Digitized Sky Survey

9778818威尼斯官网,通过研究计算,哈勃发掘,二个星系与地球的离开每扩展百万秒差异(Mpc,约326万光年),该星系远隔地球的快慢就充实500英里/秒,所以当场,哈勃测出的哈勃常数值为500英里/秒/百万秒差别。

释疑这几个令人烦恼的差异。

乘势团队的衡量值变得越来越纯粹,他们对哈勃常数的计量与最先宇宙膨胀观测得出的预期值仍旧区别样。这几个衡量来自普朗克卫星,它绘制了宇宙空间微波背景(cosmic microwave background),宇宙大爆炸38万年后古迹的余晖。

几十年来,随着衡量技术的不断革新,天国学家大幅度下调了哈勃常数的推测值。20世纪90年间,Fried曼率先利用哈勃太空望远镜来衡量哈勃常数,计算出的值约为72公km/s/Mpc,基值误差范围不到一成。此后,由约翰霍普金斯高校诺Bell奖得到者亚当⋅Rees领导的共青团和少先队测得了迄今甘休最纯正的值——74km/s/Mpc,模型误差率仅为1.91%。

Rees概述了多少个大概出现这种差距的分解,那一个解释都与乌黑笼罩的95%的自然界有关。一种大概是,已知正在加紧宇宙的暗能量,只怕正以越来越大或更为强的力量将星系推开。那意味加快度自个儿在天地间中大概未有牢固值,随着时光的延迟而转换。

衡量值已透过到底的查对,由此天史学家比非常的小概忽略四个结实里面包车型大巴不一样,那不太恐怕归因于其余单个度量值或措施的谬误。那二种结果都由此了种种测量试验。

度量哈勃常数的难题在于可相信地质度量量星系的偏离。在上述度量方法中,研商人士首尽管依赖对造父变星和Ia型超新星的位移开展测算,得出了星系的离开,进而总括出了哈勃常数的数值。

另一个想方设法是,宇宙包括贰个新的亚原子粒子,它的活动速度临近光速。这种神速粒子统称为“暗辐射”,包涵在此以前已知的粒子,如中微子,它们是在核反应和放射性衰变中产生的。与经过亚原子力相互成效的健康中微子分化,这种新粒子只受引力影响,被称呼“惰性中微子”。

“那不光是多少个有抵触的尝试,”Riess解释道,“我们正在衡量本质上分裂的东西。三个是自然界到现在暴涨的速度,正如大家所观望的那么;另一个是依据对前期宇宙物理的展望,它应有以多急速度膨胀。借使这么些衡量值不均等,大家就很有极大可能在接二连三那些年代的宇宙学模型中遗漏了有些东西。”

造父变星是一类极其的恒星,其亮度变化周期与自家光度直接有关,由此可用以衡量星系等的离开。而Ia型超新星则是一类发生的恒星,其亮度基本定位,所以两岸在天管法学上均被看作“规范烛光”,用于计算遥远星系的距离。在Rees的研商中,他们对约2400颗造父变星和平公约300颗Ia型超新星的移动开展了测算。

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新钻探是怎样做到的

而外上述措施,参加欧洲航天局普朗克任务的化学家也依赖对自然界微波背景的洞察,总括出了新的哈勃常数值:67.8km/s/Mpc。

另一种有吸重力的大概是暗物质--一种无形的物质,不是由质子、中子和电子构成的--与常规物质或辐射的相互功用比原先所思量的要强。

一个多世纪以来,天史学家一直使用造父变星作为宇宙尺度来衡量左近星系间的相距。不过试图访谈一群那一个轻松是分外耗费时间的,差不离无法完毕。由此,该团伙利用了一种聪明的新章程,称为DASH(Drift And Shift,漂移并活动),使用哈勃作为“傻瓜”相机拍录非常明亮的脉动星的高效图像,进而幸免了耗费时间的准明显位。

Rees测得的74km/s/Mpc比由普朗克卫星测得的67.8km/s/Mpc超越9%。哈勃常数的尾数与大自然的岁数直接相关——哈勃常数数值越大,宇宙的年华就越小。假若大家承受哈勃常数为Rees所测得的值,其比以前测得的要越过9%,那么由它猜测出的将是贰个青春约10亿年的自然界。

其它那一个情况都会转移前期宇宙的所含之物,导致理论模型的不雷同。这一个不雷同会招致哈勃常数的值不得法,那是从年轻宇宙的观看比赛推测出来的。那么些数值将与哈勃观测得出的数值不等同。

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9778818威尼斯官网宇宙膨胀加速,宇宙的膨胀速度。或与暗能量有关

Rees和她的同事们对那些令人烦恼的标题还从未别的答案,然而她的共青团和少先队将三番五次致力于微调宇宙的膨胀速度。到近日停止,这些被誉为歌手H0状态方程(Supernova H0 for the Equation of State)称为SH0ES,将不显眼缩小到了2.3%。

上海教室浮现了天史学家用来测算宇宙随时间膨胀的速度的四个基本步骤。全数手续都关系创立三个坚固的“宇宙距离阶梯”上。首先度量到邻县星系的高精度距离,然后再衡量到更远的星系。这么些“阶梯”是对两样品种的天文物体的一密密麻麻度量,商量职员能够通过它们的本征光度来总结距离。对于非常的短距离来说最可信赖的是造父变星,那个恒星以可预测的速率脉动,该速率表示它们的本征光度。天思想家目前选择哈勃太空望远镜观看了周边大麦哲伦星云中的70个造父变星,以便对该星系进行最纯粹的离开衡量。天国学家将周边造父变星的衡量数据与远方星系的数据进行了相比,这一个度量数据还包罗另一个自然界尺度,是名称为Ia型超新星(Type Ia supernovae)的爆炸恒星,比造父变星越来越亮。天史学家将它们作为“里程碑标志”来衡量从地球到遥远星系的相距。这几个标识中的每二个都创设在“阶梯”中前一步的基本功上。通过利用差异等级次序的里程标志,“阶梯”能够在宇宙空间中完成足够大的相距。天文学家将那么些离开值与一切星系光线的衡量结果开展相比较:由于空间的均匀扩充,那些亮光随着距离渐渐红移。然后天国学家能够测算出宇宙膨胀的快慢:哈勃常数。

据U.K.《科学音讯》杂志网址七月17晚报道,对此差别,Rees建议了有的恐怕的分解。一种可能是,促使宇宙加速膨胀的暗能量也许会以越来越大的力也许越来越大的力把星系推离,这意味宇宙膨胀的加快度本人在天体中未有一定值,而是趁着时间变化。Rees凭1996年发觉宇宙加速膨胀与外人分享诺Bell奖。

创制越来越好的正经。

Credits: NASA, ESA and A. Feild

另一种恐怕性是,宇宙中留存一种新的亚原子粒子,其速度邻近光速。这种飞速粒子被统称为“暗辐射”,包蕴一种名称叫“惰性中微子”的粒子。与受亚原子力相互效用影响的正常化中微子分歧,这种新粒子只受重力影响。

该团队经过简化和抓实宇宙距离梯的结构,该团伙成功地全盘了哈勃恒定值,那是一二种互动关联的衡量技艺,使天文学家能够衡量数十亿光年的偏离。

“当哈勃因此锁定导星(guide stars)使用正明确位时,它在地球周围每90分钟三个的哈勃轨道上不得不观测到四个造父变星。由此,观测种种造父变星是极度昂贵的,”来自STScI和John霍普金斯大学的团体成员StefanoCasertano解释说,“相反,我们探索了一组互相丰富邻近的造父变星,使观测能够在它们之间活动,而无需重新校准望远镜指向。这个造父变星特别掌握,大家只供给入眼两分钟。这种才干让大家在二个准则的持续时间内考查到数十一个造父变星。所以,我们维持陀螺仪调节并且十二分迅猛地‘DASHing’”。

再有一种更有吸重力的分解以为,暗物质与日常物质的职能比未来我们以为的更简明。在那之中任何一种情形都会转移现成的宇宙学职业模型。该模型描述了叁个包蕴宇宙学常数Λ和暗能量、冷暗物质的大自然,是日前最简便的模子,可以很好地解说微波背景辐射的存在及其结构、大典型结构中星系的布满、元素丰度、宇宙加速膨胀等阅览结果。

天史学家无法用卷尺度量星系之间的离开,相反,他们选用特殊类其余恒星和歌星作为宇宙尺度或里程碑标识来正确衡量星系距离。

事后,哈勃天国学家将他们的结果与红杉项目(Araucaria Project,由来自智利、米国、和澳洲的机关的天文学家合营实现)的另一组观测结果相结合。该小组通过凌日气象中光线的压缩来对玉蜀黍哲伦星云举行距离度量。(在我们视野中,双星系统中一颗恒星从另一颗前边经过时,大家会考察到来自背后恒星的光明裁减,这种光景叫做凌日。)

现阶段,化学家正在搜寻解决办法,希望对宇宙学职业模型举行更改,使其能分解哈勃常数多个值差异盟的难点。

用于衡量不够长距离的最保险的章程之一是造父变星,它们是以特定速率明亮和暗淡的脉动恒星。一些时代久远的星系包括另二个可信的标准化,即被称作Ia型超新星的爆裂恒星,它们具备均匀的亮度,亮度丰盛,可以从相对较远的地方来看。天国学家利用一种名字为视差的几何学的着力工具,可以度量由于观察者视角变化而孳生的实体地点的醒目偏移,天教育家能够度量与那些天体的离开,而与其亮度非亲非故。

汇总衡量结果支持SH0ES团队立异了造父变星的敬业亮度。通过改进确的结果,团队能够“拉紧”距离阶梯别的部分的螺栓。

红巨星被选作新的“标准烛光”

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嘿勃常数的新估摸是74英里每秒每百万秒差别(Megaparsec是离开单位,即第一百货公司万个秒差异,1秒差异,parsec,定义为某天体与1天文单位的对角为1角秒时的偏离,即3.26光年或31兆英里;哈勃常数的量纲是1/时间,写作74km/s/Mpc)。那意味,距离大家更远的星系,每隔330万光年,由于宇宙的扩大,它每秒多运动74海里。这一个数字注脚宇宙的恢宏速度比67km/s/Mpc的预测速度快9%。预测速度来源于于普朗克卫星对开始的一段时代宇宙的洞察,以及大家近期对大自然的知晓。

标题还未缓慢解决时,物历史学家的另一条衡量路线,让一切事件更是目不暇接。

事先的哈勃望远镜切磋了10颗飞速闪烁的造父变星,位于距地球300光年到1600光年处。哈勃最新的结果是依附对大家银河系中8个新深入分析的造父星的视差的衡量得出的,那么些造父星位于距离地球四千到1两千光年之间,距离大家事先商量过的其他星系都要远10倍。

有怎样能解释这种差距

芝加哥伦比亚大学学天国学家温迪⋅Fried曼领导的公司更新了哈勃度量方法中的八个入眼因素——使用红巨星而非造父变星作为宇宙“标准烛光”,获得了69.8km/s/Mpc的值。

为了用哈勃度量视差,里斯的团协会必须度量由于地球围绕太阳的移位而发出的显然的微薄挥动。这个挥舞唯有希望远镜相机上单个像素的1/100那么大,大概相当于100英里外看到的沙粒的外部大小。

对差别样的一种解释涉及在常青宇宙中竟然出现的暗能量(dark energy),地文学家以为它今后占宇宙的70%。约翰霍普金斯大学的天文学家提议“开始的一段时代暗能量(early dark energy)”理论,称宇宙衍生和变化像一场三幕剧。

地农学家一向准备找到比造父变星越来越好的“标准烛光”,因为造父变星往往存在于拥挤且充满灰尘的区域,那大概会使对其亮度的臆想发生扭曲。为此,Fried曼和共事躲开了造父变星,使用红巨星作为度量更漫漫星系的“标准烛光”。

为保证度量的正确性,天思想家开拓出了一种高超的艺术,这种方法在1988年哈勃望远镜发射洋气未被思虑出来。研讨职员发明了一种扫描技巧,在这一才干中,望远镜每3个月每秒钟衡量一颗恒星的岗位1000次,为期五年。望远镜逐步地掠过二个恒星指标,捕捉到的图像如同一道亮光。

天教育家假如,暗能量在大爆炸后的率先秒内就存在,并在整整太空中推动物质开头上马膨胀。暗能量也或者是宇宙前些天加速膨胀的原故。新理论申明,大爆炸后赶忙产生了第二回暗能量事件,那使宇宙膨胀的速度超越了天文学家的揣测。 Riess说,这种“开始的一段时期暗能量”的存在能够分解多个哈勃平常数以内的顶牛。

红巨星比造父变星更广大,在星系相近区域很轻易觉察,在这一个区域,恒星互相隔断,灰尘不成难点。红巨星的亮度变化非常的大,但作为一个整机,三个星系内的红巨星群具有二个特别而明显的特点:那么些恒星的亮度会在数百万年间增添,直到达到最大值,然后猛地回降。当天国学家依照颜色和亮度绘制一大群恒星时,红巨星看起来像一团全部无可争论边缘的圆点,身处边缘的恒星能够看作“标准烛光”。

Rees说:“该措施允许再度度量视差引起的极微小位移。你正在衡量两颗恒星之间的相距,不止在相机上的二个地点,并且超过数千次,减弱了度量中的错误。”

另三个主张是,宇宙富含一种亚原子粒子(subatomic particle),速度临近光速。这种神速粒子统称为“暗辐射(dark radiation),”在那之中囊括已知的粒子,举个例子在核反应(nuclear reaction)和放射性衰变(radioactive decay)中生出中微子(neutrinos)。

Fried曼团队选取该本事计算了19个星系到地球的相距,并获得了新星的哈勃常数估计值。

里斯的团体相比了星系相对于地球的偏离和由落后的星系发生的红眼病所衡量的半空中膨胀,并运用种种距离处的星系表观向外速度来计量哈勃常数。他们的目的是进一步缩减不鲜明性,利用哈勃和欧洲航天局的盖亚空间观测站的多寡,该天文台将以前所未闻的精度度量恒星的职位和距离。

另四个刚毅的或许性是,暗物质(一种“不可见”的物质,不由质子、中子、和电子构成)与常规物质或辐射的互相成效比此前只要的更鲜明。

洛杉矶大学的宇宙学家洛基⋅Cole布说,随着有关红巨星的多寡持续储存,技能的准确度将提升,红巨星大概在不久的未来克制造父变星,成为广受应接的“标准烛光”。

一句话:度量宇宙膨胀率的地农学家们说,他们的新数据与单身度量早期宇宙膨胀的数量不平等,那或许意味着宇宙的结合有某种未知之处。

但真正的由来仍旧是四个谜。

即便,Rees说,那项红巨星研讨照旧跟星系中的尘埃数量,极度是大豆哲伦星云中的尘埃数量有关。他说:“尘埃很难揣度,那或然也是引致那五个哈勃常数值偏低的缘由。”

Riess对这一个老横祸的标题从未答案,但她的团伙将承继运用哈勃望远镜来压缩哈勃常数的不分明性。他们的对象是将不明明减弱到1%,那应该推动天国学家搜索出现反差的原委。

Fried曼在接受《自然》杂志访问时说:“未来,大家正试图解释这一体。假诺宇宙膨胀速度之间的差异没有减轻,那么,恐怕意味着天史学家用来解释其数据的片段主干理论——如有关暗物质性质的假诺大概是不对的。”(科学技术早报东京(Tokyo)七月十三日电)

该集体的果实将要《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)上发布。

哈勃太空望远镜是NASA和ESA的国际合作项目。NASA的戈达德太空飞行大旨负担管理望远镜。太空望远镜科研所担当哈勃的不错运转。STScI由Washington特区的大学天文探讨组织为NASA运转。

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