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188金宝搏beat体育官网最精确的暗能量测量证实:宇宙不会撕裂
| 发布时间: 2024-05-19 09:04:30 来源:188金宝搏官网下载app 作者:188金宝搏平台网站 | | 分享到:

  十多年前,暗能量调查(DES)开始绘制宇宙地图,以寻找证据,帮助我们理解被称为暗能量的神秘现象的本质。

  100多名有贡献的科学家帮助完成了最终的DES测量,结果刚刚在新奥尔良举行的第243届美国天文学会会议上公布。

  据估计,暗能量构成了可观测宇宙的近70%,但我们仍然不知道它是什么。虽然暗能量的性质仍然是神秘的,但它的影响是可以在大尺度上感受到的。它的主要作用是推动宇宙的加速膨胀。

  新奥尔良的公告可能会让我们更深入地了解这种形式的能源。除此之外,它还让我们有机会检验我们的观测结果是否符合阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)在1917年提出的一个叫做宇宙常数的概念,这个概念是为了抵消他的方程中引力的影响,从而实现一个既不膨胀也不收缩的宇宙。爱因斯坦后来把它从他的计算中去掉了。

  然而,宇宙学家后来发现,宇宙不仅在膨胀,而且在加速膨胀。这一观测结果归因于被称为暗能量的神秘量。

  DES的结果是全球研究人员数十年工作的结果,提供了迄今为止对一个难以捉摸的参数“W”的最佳测量之一,“W”代表暗能量的“状态方程”。自1998年暗能量被发现以来,其状态方程的值一直是一个基本问题。

  它的值告诉你一种物质是否类气体,是否具有相对性(由爱因斯坦的相对论描述),或者它的行为是否像流体。计算出这个数字是真正理解暗能量本质的第一步。

  我们对W的最佳理论预测它应该恰好是-1(W = -1),这一预测还假设暗能量是爱因斯坦提出的宇宙常数。

  一个负一的状态方程告诉我们,随着暗能量能量密度的增加,负压也会增加。宇宙中的能量密度越大,排斥力就越大 —— 换句话说,物质推动其他物质。这导致了一个不断膨胀加速的宇宙。这听起来可能有点奇怪,因为这与我们在地球上经历的一切都是违反直觉的。

  这项工作使用了我们对宇宙膨胀历史最直接的探测:Ia型超新星。这是一种恒星爆炸,它们是一种宇宙尺度,使我们能够测量宇宙中遥远的距离。然后可以将这些距离与我们的期望进行比较。这与25年前用来探测暗能量存在的技术是一样的。

  现在的不同之处在于我们超新星样本的大小和质量。使用新技术,DES团队在更大的距离范围内获得了20倍以上的数据。这允许对W进行有史以来最精确的测量,得到-0.8的值。

  乍一看,这不是我们预测的精确的- 1值。这可能表明它不是宇宙常数。然而,这种测量的不确定性足够大,允许在5%的机会下-1,或者投注赔率只有20比1。这种程度的不确定性还不足以说明这两种情况,但这是一个很好的开始。

  2012年,大型强子对撞机(Large Hadron Collider)探测到希格斯玻色子(Higgs Boson)亚原子粒子时,出错的几率只有百万分之一。

  然而,这一测量可能标志着“大撕裂”模型的终结,这种模型的状态方程比1还要负。在这样的模型中,宇宙将以越来越快的速度无限膨胀 —— 最终将星系、行星系统甚至时空本身拉开。

  像往常一样,科学家们想要更多的数据,这些计划已经在进行中。DES的结果表明,我们的新技术将适用于未来ESA欧几里得任务(2023年7月发射)和智利新维拉鲁宾天文台的超新星实验。这个天文台很快就会用它的望远镜拍摄建造后的第一张天空图像,让人们一瞥它的能力。

  这些下一代望远镜可以发现数千颗超新星,帮助我们对状态方程进行新的测量,并对暗能量的本质提供更多的了解。


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