@ 2016.04.16 , 19:00

物理学家发现宇宙膨胀速率超过了物理定律的解释范围

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美国物理学家对目前的宇宙膨胀速率做出了迄今为止最精确的测量,并发现了一个问题:宇宙的膨胀速率超过当前物理定律的解释范围,快了8%。若独立检验可以验证此点,那么我们将不得不重新思考暗物质和暗能量在过去138亿年来对宇宙演化的影响。也就是说,粒子物理学的标准模型将发生改变。

首席研究员亚当·里斯来自约翰霍普金斯大学,他是1998年暗能量的发现者之一。他认为,我们并不理解标准宇宙模型中的某些东西。如今,物理学家通过暗物质和暗能量的存在来解释大爆炸以来的宇宙膨胀。人们认为,不可见的暗物质构成宇宙的27%,暗能量则占68%,而可见物质仅占5%。三者的作用方式可以解释自时间之初起的宇宙膨胀。

根据广受认可的宇宙模型,宇宙演化的最大影响因素是暗物质和暗能量之间的竞争。暗物质的万有引力似乎在减缓宇宙的膨胀速度,而暗能量则往反方向使其加速。

起初,宇宙微波背景辐射的观测表明,自大爆炸以来,暗能量对宇宙的引力始终保持常数。最近,欧洲太空总署的普朗克天文台对宇宙微波背景辐射进行了最综合、最全面的分析,结果支持了此假说。自那以后,科学家便用普朗克天文台的测量来估计史上任意时刻的宇宙膨胀速率。

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多年来,当前宇宙膨胀速率(即哈勃常数)的直接测量结果和预测并不相符。但之前,由于哈勃常数的误差范围足够大,因此差异被人们所忽略。如今,研究人员找到了测量膨胀速率的其它方法——“标准烛光”(即天文学中已经知道光度的天体)。物理学家将标准烛光作为标志,测量宇宙的膨胀速度。

里斯等人采用哈勃太空望远镜采集的数百小时的数据,分析了18个标准烛光,计算出宇宙膨胀速率比普朗克测量所预测的快了8%。如果新型测量方法准确,而宇宙微波背景辐射地图同样准确的话,那么我们对于宇宙的基本理解就存在一些差错。

目前,研究结果正在等待同行审阅,它有可能将成为宇宙学的革新发现。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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