@ 2017.02.22 , 21:00
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是什么在推动宇宙的加速膨胀?答案或将揭晓

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天文学家表示,我们很快就能够运用先进科技,检验爱因斯坦在一个世纪前提出的想法,解开一个世纪谜团——究竟是什么在推动宇宙进行加速膨胀?长久以来,研究人员孜孜不倦地探索此问题。如今,一项新研究的计算有助于揭示谜底:究竟是(爱因斯坦相对论所要求的)暗能量?还是一个经修正的引力理论?

爱因斯坦的理论将引力描述为时间及空间的扭曲,其中包含一个数学元素,名为“宇宙常数”。最初,爱因斯坦之所以引入宇宙常数,是为了解释一个静态的宇宙。后来,人们发现宇宙正在膨胀,他便抛弃了这个“宇宙常数”,将其视为一个错误。

但二十年前,研究表明宇宙膨胀正在加速,这意味着爱因斯坦的宇宙常数或许在解释暗能量上仍占有一席之地。若不存在暗能量,宇宙膨胀的加速就意味着爱因斯坦的引力理论在广袤宇宙中的失败。

爱丁堡大学的科学家发现,我们可以通过研究引力波来确定宇宙引力的速度,从而解开这个谜团。计算显示,如果引力波以光速旅行,就能排除了其它不存在暗能量的引力理论,支持了爱因斯坦的宇宙常数。但若引力波的速度不同于光速,那么爱因斯坦的理论则必须进行修正。

美国激光干涉引力波天文台能够进行这项实验。2015年,相隔2千英里的两台探测器首次直接探测到引力波。实验将于今年执行,它将在爱因斯坦的宇宙常数诞生100周年之际解开这个谜团。

该研究发表在《Physics Letters B》上,由英国科学与技术设施理事会、瑞士国家科学基金会、葡萄牙科学与技术基金会联合资助。爱丁堡大学物理及天文学院的Lucas Lombriser表示:

近期,对引力波的直接探测为我们观察宇宙打开了一扇新的窗户。我们的研究结果表明,这将引领人类解决最基础的物理学问题之一。

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


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TOTAL COMMENTS: 50+1

  1. 3390005

    震惊!虽然每个字都认识……

    [55] XX [2] 回复 [0]
  2. 马赛克
    @8 months ago
    3390012

    关我屁事系列=-=

    [2] XX [29] 回复 [0]
  3. penpen06
    @8 months ago
    3390013

    不是说引力波比光速快??凭啥光速就一定是最快的??一秒钟绕地球七圈半,这速度放在宇宙中简直弱爆了好吗。

    [8] XX [63] 回复 [0]
  4. 3390016

    小黄鸡推动宇宙加速膨胀,嗯

  5. 3390019

    假设宇宙是一颗烟花,那么这个烟花在真空中爆炸和在大气层中爆炸,效果是不一样的。
    科学家要弄明白就是,我们这颗烟花爆炸的时候,究竟是在哪一种环境中。。。

  6. 3390024

    好兴奋。。期待中。。。

  7. luckily
    @8 months ago
    3390028

    +····+1S?

  8. 十六夜
    @8 months ago
    3390029

    @penpen06: 是不是一拳打爆银河系的作品给了你地球只有鸡蛋大的印象?

    [15] XX [1] 回复 [0]
  9. 没心情没朋友
    @8 months ago
    3390030

    虽然大概明白了,但是。

  10. 時光會凝聚嗎
    @8 months ago
    3390031

    没人说光速一定是最快的,但若果光速不是最快的,相对论就不成立了,现代物理也随着相对论被证明错误而崩塌。
    百年来两大理论能够解释绝大部分人类目前所观察到的现象,弥补了经典物理学的不足,因此科学界普遍认同两大理论。
    另外一秒绕地球七圈半真的很弱吗?

    [22] XX [4] 回复 [0]
  11. 树大招风
    @8 months ago
    3390034

    没钱每篇文章都打赏,就认认真真地回复了,不负小编辛苦翻译。

    以下部分纯属个人主观胡乱猜测:

    我认为宇宙加速膨胀不是因为暗物质,而是宇宙的“壳”有巨大的引力,把宇宙中所有星系都往边缘拉扯。

    另外,引力波是以光速传播的,引力的传播却是即时的。为什么呢,见棒旋星系和螺旋形星系,如果引力的传播不是即时的,棒旋星系的棒(旋臂)是会歪的,不可能保持直线,螺旋形星系的旋臂也是,如果引力的传播不是即时的,那么旋臂的曲度是不会那么均匀的。

    [8] XX [28] 回复 [0]
  12. 树大招风
    @8 months ago
    3390036

    @c:
    如果是匀速膨胀,那就是奇点大爆炸这朵奇点烟花了,可是加速膨胀的意思就是奇点烟花大爆炸后还有一个力不断施加进来

  13. 树大招风
    @8 months ago
    3390039

    @時光會凝聚嗎:
    宇宙时空尺度之大,一秒只能绕地球7圈半确实是挺弱的

    [19] XX [1] 回复 [0]
  14. penpen06
    @8 months ago
    3390046

    @十六夜: 地球的大小放在宇宙这个超大的尺寸中,感觉还不如一个鸡蛋大呢

  15. 我是谁
    @8 months ago
    3390060

    这个应该不会有什么意外,现在任何经过修正的引力理论跟广义相对论比起来,就像凤姐和年轻的林志玲

  16. 3390073

    @penpen06: 主要是秒弱爆了。换成银河年感觉就有了

  17. 简单繁琐
    @8 months ago
    3390089

    @树大招风: 因为脑洞是无限大的

  18. 3390090

    物理的研究是不是陷入了瓶颈?

  19. 3390112

    译者连暗能量和暗物质的概念都弄不清,这个水平不要翻译这种文章,没有金刚钻

    [1] XX [14] 回复 [0]
  20. 3390113

    @amdhc: 有错误很抱歉

    不是所有人生而知之,翻译时经常会有不懂的内容,虽然尽量去搜索考证但错漏难免

    希望大家多提建议督促我们改进

    [17] XX [0] 回复 [0]
  21. 3390124

    @amdhc: 不就是译错了一个词,至于这么刻薄吗?

  22. 3390139

    @penpen06: 说鸡蛋简直是太抬举地球了。别说鸡蛋,就说灰尘、原子、原子核也都是过分抬举地球了。在整个宇宙中,地球渺小得都找不出一个东西来形容。

    地球半径6370公里,而太阳系半径是它的20亿倍。假如太阳系有北京城那么大,那么地球就是一颗PM2.5的灰尘。

    太阳系在银河系中,银河系在本星系群里,本星系群属于室女座超星系团,而最新的发现表明室女座超星系团又属于拉尼亚凯亚超星系团。这个超星系团才是勉强能在宇宙中排得上号的,它的长度是太阳系的5亿倍。如果太阳系是一颗PM2.5的灰尘,那么拉尼亚凯亚超星系团相当于一个县城或县级市那么大。

    可观测宇宙是半径450亿光年的一个球。如果继续把太阳系当成一颗PM2.5的灰尘,那么可观测宇宙的横截面积接近中国的国土面积,表面积比3个中国还大。

    而真正的宇宙大小没人知道,有些理论认为它比可观测宇宙大一亿亿亿倍。如果可观测宇宙是一颗灰尘的话,那么真正的宇宙就有可观测宇宙那么大。

    [20] XX [3] 回复 [0]
  23. 3390143

    @树大招风: 很抱歉,你猜的基本上都是错的。

    首先,引力有速度,它的速度就是引力波的速度。假如引力波是以光速传播的话,那么引力也是以光速传播。这是什么意思呢?假设太阳忽然消失,那么地球还是会依照原轨道运行,直到8分钟以后才会改变方向。另外,太阳消失并不是不可能的事。首次引力波事件,两颗黑洞合并,就有3个太阳的质量在一瞬间消失了。

    换句话说,地球感受到的太阳引力是8分钟前的“旧引力”,而太阳感受到的银核引力是2万年前的“老旧”引力。但这有什么关系呢?太阳和银核的质量没什么变化,即使有变化也只能以光速向外传。

    其次,棒旋、螺旋星系的旋臂和引力速度没有任何关系。实际上,这些旋臂只是密度波的体现。换句话说,旋臂的出现是因为有很多很亮的恒星聚集。这些恒星随后会离开旋臂,然后有新的恒星加入,从而保持旋臂的形状。

    最后,引力的作用范围也就数亿光年,即使宇宙有“壳”,它也只能影响数亿光年的一个薄层,而不可能影响整个可观测宇宙。宇宙的膨胀是空间本身的膨胀,而不是一般人所设想的“星系被炸得四处乱飞”。

    [38] XX [2] 回复 [0]
  24. 3390145

    @Pstnk: 好厉害……是物理学专业的?

  25. 3390151

    @sein: 过奖,只是天文物理学爱好者而已。

  26. 3390157

    又是看懂了每一个字系列

  27. 俱舍莲帝
    @8 months ago
    3390172

    你就是打个游戏,里边也没有“即时”的东西。

  28. 3390173

    既然有波,不会也有漩涡吗,无法探测的异常的引力空间

  29. 3390194

    难道不是煎蛋的水印在推动?

  30. 3390204

    说半天,我觉得就是小黄鸡导致的,没错

  31. 小神童
    @8 months ago
    3390224

    @Pstnk:请wen: 天文爱好者从哪里能学到新知识?

  32. 金三胖胖三斤
    @8 months ago
    3390251

    是什么在推动宇宙元帅的加速膨胀?答案或将揭晓
    [查看原图]

    [12] XX [0] 回复 [0]
  33. 来吧 小子
    @8 months ago
    3390267

    诶,宇宙外面是什么呢?谁也不知道。假如n

  34. 来吧 小子
    @8 months ago
    3390269

    诶,宇宙外面是什么,谁也不 知道。宇宙空间自己在膨胀的话,会有张力的吧。就像是水一样要向外面蔓延,等宇宙不是膨胀完了就不动了,然后时间和空间到时候会停止吗?然后那个就是时间的尽头吗?

  35. 上火的绿豆
    @8 months ago
    3390303

    一百周年,要是今年解不出来怎么办

  36. 3390320

    以前的物理学有一些简短的定律或推论就可以阐述,比如牛顿三大定律,光速不变,e=mc2什么的,现在是越来越复杂了,一点都不符合奥卡姆剃刀

  37. 3390342

    @小神童: 环球科学、维基、知乎、松鼠会、煎蛋。如果英文好的话那么首选英文维基和用谷歌搜出来的网页。关键有几点:1 抱着开放的态度,不要因为自己不理解就不接受。比方说量子力学里的各种概念,广义相对论的时空观都是非常难以理解的。2 抱着谦虚的态度,不要想着自己提出什么开创性的东西。写过论文的人都知道,自己能想到的东西,别人统统都想到了,没有例外。如果自己想到什么新颖的东西,要么是错的,要么是别人早就提出的。3 也许是老调重弹了:“学而不思则罔,思而不学则殆。”

  38. 飞行音
    @8 months ago
    3390363

    这是在讲宇宙膨胀本身就是膨胀加速的动力。

  39. tomoyii
    @8 months ago
    3390366

    中……中国或成最大赢家?

  40. 朴商隐
    @8 months ago
    3390395

    不明觉厉

  41. chaosfalls
    @8 months ago
    3390427

    @amdhc: 看了一下,文章里确实都是译为了暗能量(dark energy)啊 没出现暗物质(dark matter)。

  42. HeiHeiHei
    @8 months ago
    3390438

    要是能超越光速,星际旅行就成真了

  43. 3390443

    @天来: 瓶颈了几十年了

  44. 一只猫
    @8 months ago
    3390470

    @来吧 小子:宇宙停止膨胀的一瞬间可能就是毁灭的开始。有理论说会瞬间塌缩,也有说会缓慢塌缩。时间与空间是同一概念为时空,物质与能量亦是同一的。

  45. 屌大的先说话
    @8 months ago
    3390515

    宇宙的加速碰撞!真想竟然是…

  46. alpha_boy
    @8 months ago
    3390581

    牛顿时代认为引力是超距即时生效的,也就是超光速的;爱因斯坦猜测引力不是超光速,而是等光速的,并预测了引力波的存在,现在似乎是证明了在弱引力场(不超过太阳的引力)的情况下,引力波是等光速的,但是更强的引力场下,引力波是否超光速还有待进一步的证明……百度知道,知乎等地方看到的……

    国内有人似乎写了个论文论证引力波无论如何都不能超光速,但是不被同行认可,推导过程似乎不够严谨,国际上的期刊也不同意发,然后在国内找了个期刊发了(也是知乎上有人说的)……

  47. 来吧 小子
    @8 months ago
    3390593

    @一只猫: 瞬间坍塌的可能性比较小,但也不是没有可能。我们的时空在我们自己看来很大很久,宇宙外面的看我们估计就一朵烟花爆炸,而我们只不过是活在一朵爆炸的烟花里面,人类真是太渺小了

  48. sarcophile
    @8 months ago
    3390850

    @Pstnk: 引力作用范围有限,而且有“几亿光年”这样的数据,真的吗?有依据?

  49. 3390880

    @sarcophile: 理论上说,引力的范围是无限的,但我们讨论的是具有可观测效果的有效范围。举例来说,太阳的引力范围弥漫于全宇宙,但它的有效范围也就是2光年,这也就是太阳系的范围。

    目前发现的最大的有引力关系的结构也就是数亿光年的尺度,再大的就没有引力联系了。比方说斯隆长城,长达13亿光年,但它的组成结构之间并没有引力联系,那些星系团只是凑巧在那个位置。超级空洞也有超过10亿光年的尺度,但并不表示空洞中间有什么神秘的排斥力或者空洞周边有一个超级球壳把物质吸走,空洞存在只是因为那里原本就缺乏物质。当然,另外一种可能性是:长城和空洞都是宇宙诞生之初的涨落经过膨胀放大造成的。

    因此我说引力的作用范围也就几亿光年,因为天文观测的数据没有找到尺度超过10亿光年而内部依然有引力联系的结构。

  50. 兔宝宝
    @7 months ago
    3413087

    我觉得整个宇宙就是一个大黑洞,这个大黑洞外面就是广阔无垠的巨大宇宙

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