据英媒4月13日报道,一项研究警告称,宇宙膨胀“过快”,科学家对此毫无头绪。一个国际天文学家团队对宇宙膨胀速度进行了迄今为止最精确的测量之一,但结果非但未给出明确答案,反而让他们比以往更加困惑,这表明我们对宇宙的现有认知可能存在错误。
为开展研究,该团队结合多种测量宇宙膨胀的方法,力求获得准确测量结果。他们发现,宇宙正以每秒每百万秒差距约73.5千米的速度膨胀。科学家称,这一速度远超当前模型预测,标志着“视角的重大转变”。他们在《天文学与天体物理学》杂志上撰文警告,其发现“强化了新物理学存在的可能性”,或需要对早期宇宙进行“更深入的重新评估”。
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传统上,科学家主要用两种方法测量宇宙膨胀。一种是通过观测附近恒星和星系,看它们远离地球的速度;另一种则是通过研究早期宇宙,预测其如今的膨胀速度。理论上,这两种方法应得出一致结果,但实际并非如此。早期宇宙预测显示,宇宙膨胀速度应为每秒每百万秒差距约67或68千米,而附近恒星测量结果则显示,这一速度要快得多,约为每秒每百万秒差距73千米。尽管数值差异看似不大,但远超统计不确定性所能解释的范围。这种分歧被称为“哈勃张力”,已在多项研究中显现。
为获得更准确答案或解释这种差异,科学家将多种测量技术整合为一个名为“本地距离网络”的模型。该模型包括对已知亮度的红巨星、超新星和不同类型星系的观测。他们以极高精度发现,宇宙膨胀速度确实约为每秒每百万秒差距73.5千米。即便从分析中剔除个别测量技术,这一数值也保持不变,排除了测量方法存在明显错误的可能性。作者写道:“这项工作有效排除了仅因本地距离测量中存在单个未被注意的错误,而解释哈勃张力的可能性。如果这种张力是真实的,正如越来越多的证据所表明的那样,它可能指向超出标准宇宙学模型的新物理学。”
研究人员称,这一发现意义重大,表明基于早期宇宙测量的标准宇宙学模型存在缺失。这可能是模型未能充分考虑到暗能量、新粒子或引力变化的影响。研究人员表示:“哈勃张力可能并非测量误差所致,而是表明当前宇宙模型缺少关键组成部分。随着下一代观测站有望提供更精确的测量结果,天文学家旨在确定这种差异最终能否得到解决,还是将继续指向新物理学。”该研究团队由40名研究人员组成,其中包括来自美国国家科学基金会NOIRLab和太空望远镜科学研究所的成员。
众所周知,宇宙始于大爆炸,但科学家最近警告称,它可能以“大坍缩”告终。根据这一令人不寒而栗的理论,宇宙最终将开始向内坍缩,直至所有物质被压缩成一个炽热、致密的地狱。这是因为推动万物分离的“暗能量”,最终可能被将宇宙拉回的引力所压倒。若真如此,恒星和星系将碰撞并融合成一个燃烧的核心,恒星表面将点燃其他天体。宇宙能量将不断升温,直至达到数千摄氏度,将氢原子撕裂成自由质子和电子。最终,宇宙本身将变成一个巨大的火球,所有物质、生命,甚至时间和空间本身,都将在引力的巨大力量下被彻底摧毁。
(原文标题:The universe is expanding 'too fast' - and scientists have no idea why)
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