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车克明南京足疗团购三种办法测出三个哈勃常数,究竟哪个准?

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  车克明

      加快胀大世界模型。图片来自网络

       今天角度

       本报记者 刘 霞

       自上世纪20年代以来,美国地理学家哈德温 哈勃的观测让科学家知道,世界在不断胀大。那么,世界的胀大速度有多快 也即所谓的哈勃常数有多大呢?

       哈勃常数是世界参数,在各式各样的世界学核算中都扮演非常重要的人物,它决议了世界的肯定规划、巨细和年纪,是咱们量化世界演化最直接的东西之一。此外,它也与暗物质、暗能量的特点有关,然后两者,是咱们现在仍未提醒的世界几大疑团中的两个。

       100多年来,科学家别离凭借对Ia型超新星和世界微波布景的观测,测出了两个哈勃常数的值,但这两个值并不相同,这让科学家们很利诱。现在,通过对红巨星的研讨,科学家又得出了一个新的哈勃常数值,新值介于上述两者之间,令整个事情愈加错综复杂。

       两个哈勃常数不一致

       20世纪20年代,哈勃等人发现,世界正在胀大 由于大多数星系离银河系越来越远,且间隔银河系越远的星系,撤退的速度也越快。星系远离银河系的速度和星系与银河系的间隔之间的比率大致稳定,这一比率被称为哈勃常数。

       通过研讨核算,哈勃发现,一个星系与地球的间隔每添加百万秒间隔,该星系远离地球的速度就添加500公里/秒,所以那时,哈勃测出的哈勃常数值为500公里/秒/百万秒间隔。

       几十年来,跟着丈量技能的不断改进,地理学家大幅下调了哈勃常数的预算值。20世纪90年代,弗里德曼首先运用哈勃太空望远镜来丈量哈勃常数,核算出的值约为72公km/s/Mpc,差错规模不到10%。尔后,由约翰霍普金斯大学诺贝尔奖获得者亚当 里斯领导的团队测得了迄今最准确的值 74km/s/Mpc,差错率仅为1.91%。

       丈量哈勃常数的难点在于可靠地丈量星系的间隔。在上述丈量办法中,研讨人员主要是凭借对造父变星和Ia型超新星的运动进行测算,得出了星系的间隔,然后核算出了哈勃常数的数值。

       造父变星是一类特别的恒星,其亮度改动周期与本身光度直接相关,因此可用于丈量星系等的间隔。而Ia型超新星则是一类迸发的恒星,其亮度根本稳定,所以二者在地理学上均被当作 规范烛光 ,用于核算悠远星系的间隔。在里斯的研讨中,他们对约2400颗造父变星和约300颗Ia型超新星的运动进行了测算。

       除了上述办法,参加欧洲航天局普朗克使命的科学家也凭借对世界微波布景的观测,核算出了新的哈勃常数值:67.8km/s/Mpc。

       里斯测得的74km/s/Mpc比由普朗克卫星测得的67.8km/s/Mpc高出9%。哈勃常数的倒数与世界的年纪直接相关 哈勃常数数值越大,世界的年纪就越小。假如咱们承受哈勃常数为里斯所测得的值,其比之前测得的要高出9%,那么由它推测出的将是一个年青约10亿年的世界。

       或与暗能量有关

       据英国杂志网站7月17日报导,对此差异,里斯提出了一些或许的解说。一种或许是,促进世界加快胀大的暗能量或许会以更大的力或许越来越大的力把星系推离,这意味着世界胀大的加快度本身在世界中没有稳定值,而是跟着时刻改动。里斯凭1998年发现世界加快胀大与别人同享诺贝尔奖。

       另一种或许性是,世界中存在一种新的亚原子粒子,其速度挨近光速。这种快速粒子被统称为 暗辐射 ,包括一种名为 慵懒中微子 的粒子。与受亚原子力相互效果影响的正常中微子不同,这种新粒子只受重力影响。

       还有一种更有吸引力的解说以为,暗物质与一般物质的效果比现在咱们以为的更激烈。其间任何一种状况都会改动现有的世界学规范模型。该模型描绘了一个包括世界学常数 和暗能量、冷暗物质的世界,是现在最简略的模型,能够很好地解说微波布景辐射的存在及其结构、大规范结构中星系的散布、元素丰度、世界加快胀大等观测成果。

       现在,科学家正在寻觅处理办法,期望对世界学规范模型进行修正,使其能解说哈勃常数两个值不兼容的问题。

       红巨星被选作新的 规范烛光

       问题还未处理时,科学家的另一条丈量途径,让整个事情愈加错综复杂。

       芝加哥大学地理学家温迪 弗里德曼领导的团队更新了哈勃丈量办法中的一个要害要素 运用红巨星而非造父变星作为世界 规范烛光 ,得到了69.8km/s/Mpc的值。

       科学家一向企图找到比造父变星更好的 规范烛光 ,由于造父变星往往存在于拥堵且充溢尘土的区域,这或许会使对其亮度的估量发作歪曲。为此,弗里德曼和搭档避开了造父变星,运用红巨星作为丈量更悠远星系的 规范烛光 。

       红巨星比造父变星更常见,在星系周边区域很简单发现,在这些区域,恒星互相阻隔,尘土不是问题。红巨星的亮度改动很大,但作为一个全体,一个星系内的红巨星群具有一个共同而显着的特征:这些恒星的亮度会在数百万年间添加,直到到达最大值,然后忽然下降。当地理学家依据色彩和亮度制作一大群恒星时,红巨星看起来像一团具有显着边际的圆点,身处边际的恒星能够作为 规范烛光 。

       弗里德曼团队运用该技能核算了18个星系到地球的间隔,并获得了最新的哈勃常数估量值。

       芝加哥大学的世界学家洛基 科尔布说,跟着有关红巨星的数据不断堆集,技能的准确度将进步,红巨星或许在不久的将来打败造父变星,成为广受欢迎的 规范烛光 。

       尽管如此,里斯说,这项红巨星研讨依然跟星系中的尘土数量,尤其是大麦哲伦星云中的尘土数量有关。他说: 尘土很难估量,这或许也是形成这两个哈勃常数值偏低的原因。

       弗里德曼在承受杂志采访时说: 现在,咱们正企图解说这一切。假如世界胀大速度之间的差异没有处理,那么,或许意味着地理学家用来解说其数据的一些根本理论 如关于暗物质性质的假定或许是过错的。 车克明

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