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宇宙膨胀速度到底有多快?天文学家公布新的估算值

时间:2019-07-16 05:46:20 浏览量:
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上个世纪20年代,埃德温·哈勃提出的哈勃定律成为宇宙膨胀理论的基础,用公式表述为:v=H0D。其中,v 是由红移现象测得的星系退行速率,H0是哈勃常数,D是星系与观察者之间的距离。

宇宙膨胀速度到底有多快?天文学家公布新的估算值宇宙膨胀速度到底有多快?天文学家公布新的估算值

注:2018年10月国际天文联合会决定将哈勃定律更名为哈勃–勒梅特定律,以纪念更早发现宇宙膨胀的比利时天文学家乔治·勒梅特。

经过近一个世纪的验证与研究,宇宙膨胀的观念已经深入人心。然而,有一个问题却让天文学家焦头烂额——宇宙膨胀速度到底有多快?要知道,天文学家利用不同方法对宇宙膨胀速度进行估测,得出的结果却存在超出测量误差范围的差异。

宇宙膨胀速度一般用哈勃常数来表征,而估算哈勃常数的方法最常见的有两种。

其一,用造父变星和Ia型超新星作为标准烛光测定星系的距离,再结合红移现象测得的星系退行速率,用哈勃定律推算出哈勃常数。2016年,天文学家分析了哈勃太空望远镜对19个星系中的造父变星和Ia型超新星的观测数据,以前所未有的精度计算出哈勃常数为73.23 ± 1.74千米/(秒·百万秒差距)。

其二,利用大爆炸的余晖,即宇宙微波背景辐射中微妙的起伏,推算宇宙膨胀速率,得到哈勃常数的数值。目前对宇宙微波背景辐射最精确的观测来自普朗克卫星。根据普朗克卫星的观测数据计算出的哈勃常数为66.93 ± 0.62 千米/(秒·百万秒差距)。

令人头疼的是,这两种方法各自都有着可靠的理论基础,但得到的结果却存在超过8%的差异,已经超出测量误差范围。这意味着,我们目前对宇宙膨胀的认识可能存在一些问题。对此,天文学家一直争论不休。

近日,一项发布在《皇家天文学会月刊》上的研究采用另外一种新方法对哈勃常数做出估算。这种方法是基于对受到引力透镜效应作用的类星体的观测进行的。

类星体发出的光线在经过星系团时会被扭曲,使得这些光线以不同的路径到达我们,产生一个时间差。研究人员据此可推算出哈勃常数。在这项新研究中,哈勃常数的估算值约为72.5千米/(秒·百万秒差距),与之前用造父变星和Ia型超新星估测的值接近。

那么,为何用宇宙微波背景辐射推算的哈勃常数会更低呢?现在还不得而知。不论如何,我们对宇宙膨胀的认识肯定存在进一步改进之处。

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编辑:时雨
关键词: 宇宙膨胀
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