@ 2017.06.11 , 21:00

天体荒漠-研究证实我们居住在空洞

从宇宙论而言,银河系和其最近的邻居处于穷乡僻壤。

在一项2013年的观测研究中,威斯康星大学麦迪逊分校的天文学家Amy Barger和她那时的学生Ryan Keenan显示从宇宙的大尺度结构而言,我们的星系位于一个巨大的空洞,一个包含比预期少得多的星系、恒星以及行星的太空区域。

而今,一项由威斯康星大学本科生、Barger的学生进行的研究不仅进一步巩固了我们存在于宇宙蜂窝乳酪其中一个孔中的观点,而且减轻了针对哈勃常数不同观测之间的明显争议。宇宙学家利用哈勃常数这种单位描述宇宙膨胀的速率。

该研究已在6月6日的美国天文学会的会议上作了报告。

天体荒漠-研究证实我们居住在空洞
credit: 煎蛋画师點叁

争议在于天体物理学家利用不同的技术测量宇宙膨胀速率得到的结果也不同。威斯康星学生Ben Hoscheit对我们星系位于明显大于平均的空洞这一现象进行了分析并作了报告,解释道:“不管你用的是什么技术,都应该得到相同的膨胀速率值。幸运的是,位于空洞这一点有助于解决这些矛盾。”

其中的原因在于空洞外面多得多的物质会施加略微较大的万有引力,影响利用相对较近超新星爆发测量哈勃常数的方法得到的结果,但这对利用宇宙微波背景(CMB)的方法得到的值不会有影响。

该新研究是为了更好理解宇宙大尺度结构的工作的一部分。就宇宙由“正常物质”按照纤维和孔洞组成这个意义而言,宇宙的结构类似于瑞士干酪(即蜂窝乳酪)。纤维由超星系团和星系团组成,而星系团又由恒星、气体、尘埃以及行星组成。暗物质和暗能量还不能被直接观测,被认为构成了95%的宇宙。

包含银河系的空洞被以Keenan、Barger和夏威夷大学的Lennox Cowie之名命名为KBC空洞,至少是平均空洞的7倍大,半径约为10亿光年。这是科学界至今已知最大的空洞。Barger称Hoscheit的新分析显示,Keenan对这个球形并且具有不断增厚的由星系、恒星以及其他物质构成的壳体的KBC空洞的首个估计没有被其他观测约束排除。

Barger说道:“真的很难在众多不同观测中找到一致解,Ben证实Keenan测量的密度特征与宇宙学可观测量一致。”

通过超新星爆发的明亮光芒,确定出其宿主星系离银河系的距离,这就是天文学家测量宇宙加速膨胀所需的首选“烛光”。由于这些天体距离银河系相对较近,并且无论他们在可观测宇宙中的何处爆发,一次爆发的能量总量都是相同的,这就提供了一种测量哈勃常数的方法。

此外,宇宙微波背景是一种探测早期宇宙的方法。Hoscheit解释道:“来自CMB的光子编码了非常早期宇宙的场景,为我们展示了在那个时期,宇宙具有的惊人同质性。早期宇宙是一堆炽热、稠密的光子、电子和质子,它在天空不同方向上只显示有微小的温度差异。但事实上正是这些微小的温度差异使得我们能据此推断哈勃常数。”

Hoscheit称,由此可直接对比哈勃常数的宇宙测定和局部测定。Barger称Hoscheit的新分析显示,根据观测可以得出结论认为银河系位于一个十分巨大的空洞。另外,空洞的存在也能解决测定宇宙膨胀速度中的某些差异性。

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


给这篇稿打赏,让译者更有动力 !
支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:

4.8
赞一个 (11)

24H最赞