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析迄今最精确宇宙膨胀数据 每4400万年膨胀1%

http://www.kexue.com 2014-04-10 11:35:20 科技日报  发表评论

  2011年度诺贝尔物理学奖由索尔-佩尔穆特、布赖恩-施密特和亚当-里斯分享,以表彰他们观测Ia型超新星并发现宇宙在加速膨胀。那么,宇宙的膨胀速度究竟是多少?参与重子振荡光谱巡天(BOSS)的天文学家们通过对14万颗遥远的类星体的位置和星系间氢气的分布进行观测和分析,测量出了宇宙年龄为现在1/4时的膨胀率。这是迄今为止对宇宙膨胀进行的最精确的测量,将有助于科学家们进一步厘清暗能量的属性。

  据英国《每日邮报》4月8日(北京时间)报道,BOSS项目的主要目的是使用类星体来探测星系际的氢气分布,从而获得年轻宇宙的结构以及暗能量的作用。参与该项目的科学家解释说,来自遥远类星体的光穿过星系间氢气时,氢气团会吸收类星体光谱上对应中性氢特征波长的位置上的光,气体团的密度越高,吸收的光也越多。随着宇宙不断膨胀,类星体发出光的波长被不断拉伸(红移)。随后,这种光遇到的每个气体团会在不同的相对波长处留下吸收印记,最终,类星体光谱上就包含了其发出的光遇到的所有气体团的印记。“就像年轮揭示了树木的年龄一样,类星体的光谱也记录着宇宙的历史。我们可通过类星体光谱,测量出光穿过每个氢气团后,宇宙膨胀了多少。结果表明,108亿年前的宇宙膨胀率为每4400万年膨胀1%,精确度为2.2%。”研究人员表示。

  据物理学家组织网4月8日(北京时间)报道,最新结果结合了两种不同的分析技术。第一种技术由劳伦斯伯克利国家实验室的物理学家安德鲁-佛特-里贝拉领导的研究团队提出,主要比较类星体和氢气的分布;第二种方法由瑞士洛桑联邦理工学院的提姆思-德鲁巴克领导的团队完成,该方法通过研究氢气本身的分布模式来测量年轻宇宙中的物质分布。

  佛特-里贝拉说:“最新结果意味着,在宇宙诞生30亿年左右,我们会看到,随着宇宙的膨胀,一对相距一百万光年的星系正以68公里/秒的速度背离对方。”

  研究人员说,测量宇宙各个时期的膨胀率是探索暗能量本质的关键。科学界一致认为,正是暗能量使宇宙在过去60亿年中不断加速膨胀。

  佛特-里贝拉补充说:“最新结果也使我们能研究早期宇宙的结构,结合其他天文学实验,我们更加确信,宇宙是平的。”

  每4000多万年才扩张1%,宇宙膨胀比通货膨胀客气多啦。不过“宇宙牌”气球实在太大,稍微吹胀,球面任意两点之间,路途就远了一大截,让星际旅行者徒唤奈何。想当年,天文学者发现宇宙红移(暗示一切发光体都在远离我们)时,大吃一惊——原来所有星系都在一个吹胀的天球上,原来宇宙有出生一刻,原来它被看不到的手操纵……现代宇宙学就此诞生。尽管刚刚得到了重要测量值,膨胀率问题还不能说搞清了。宇宙生灭悬案仍需要几十年的探索。

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