最新科学观测结果表明,宇宙标准模型岌岌可危

美国天文学家哈勃,研究观测40多个星系后发现,星系的视向退行速率与距离成正比,表示为数学表达式:v=Ho*r,其中v为星系视向退行速率,r表示距离,这就是天文学著名的哈勃定律,Ho称为哈勃常数。哈勃定律揭示了宇宙是膨胀的,哈勃常数则揭示了宇宙膨胀的速率,意义重大。

关于宇宙扩展的速率问题,争论已久越来越根深蒂固。测定哈勃常数的方法,有很多种方法,比较主流的有依据宇宙微波背景的,也有使用宇宙距离阶梯的方式,等等。各种方式测定的常数存在差异。

微波背景方法依据的是大爆炸的残留射线属性。宇宙距离阶梯,首先是测量脉冲星,如位于银河系或者麦哲伦星云中的脉冲星,这些星体的周期性脉冲和光亮度,使得它们成为非常有效的测量星系间距离的标准蜡炬。随后的阶梯以此为参考,更亮的标准蜡炬,最后将这些数据集组合成为宇宙距离阶梯,以使导致结果扭曲的错误变得最小。

宇宙距离阶梯最新测定

诺贝尔奖得主Adam Riess(约翰斯·霍普金斯大学),SH0ES(Supernovae, H0, for the Equation of State of Dark Energy)项目组长和他的团队,使用哈勃望远镜研究邻近存在造父变星和超新星的星系,他们根据新的数据校准了超新星,并测算更远的只有超星系的星系的距离。该团队通过观测NGC 4258星系的超级黑洞附近的辐射,来进一步估算大尺度下的造父变星和超新星的距离,以及Ho常量。通过这些数据,该团队将Ho常量的值确定在74.03 ± 1.42千米每秒每百万秒差距。

哈勃望远镜

最新的SH0ES 结果,是第一次使用同一天文望远镜哈勃的得出的结果。哈勃望远镜曾用来研究大麦哲伦星系中的造父变星和超星系星系中的造父变星。之前,不同的望远镜由于系统的差别,给测算结果带来了较大的不确定性。而这次将Ho的不确定性由原来的2.4%降到了1.9%。

这个结果和欧洲宇航局的普朗克卫星测算的结果依然有分歧,所不同的是确定性提高了4.4倍。

宇宙微波背景测定

普朗克卫星,2009-2013年被用来研究宇宙微波背景(大爆炸后38万年时的辐射,通常天文学家使用它来估算宇宙尺寸、年龄、组成和演化),它对Ho的测算结果值为67.4。

LIGO测定

LIGO( Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory)团队,将Ho的值测算到70。

宇宙微波背景

三种方法都是独立的测定方法,LIGO的测定值居于中性,无论它的结果偏向于支持哪边,另一边的测试结果都值得怀疑,为什么会这样?

关于普朗克卫星的测算结果,有科学家认为,要么是由于某种方法改变了测算微波背景的角距大小(导致结果差异),要么是由于宇宙近期的演化并非标准模型所预言的那样,如果是后者那么宇宙标准模型可能被改写

任何一种结果之间矛盾也好、相近也罢,都指向于表明,宇宙最近的演化都很难与过去认知的宇宙大尺度结构和超新星的观察结果相符。或许是在宇宙标准模型中,宇宙的组成亦或是暗物质、暗能量的某些属性产生了涟漪。

当然,如果各种测量值的差异,是由于宇宙离子重组前的物理现象导致的,那么一定存在鲜明的特征,科学家将它的发现寄望于更先进的观测设备,如将派上用场的西蒙斯天文台 。

也许还要寄托于正在看这篇文章的您呢,对此您怎么看,欢迎评论区讨论^^

参考:https://www.scientificamerican.com/article/best-yet-measurements-deepen-cosmological-crisis/

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