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上世纪40年代,美国的宇宙学家乔治.伽莫夫(George Gamow)和他的两位学生(即拉尔夫.阿尔菲和罗伯特.赫尔曼)把相对论引入宇宙学中,提出了“热大爆炸宇宙模型”,认为宇宙诞生于一个致密炽热的奇点,奇点于137亿年前发生一次大爆炸,生成了宇宙的空间和时间、以及森罗万象的物质。1964年,美国的无线电工程师阿诺.彭齐亚斯和罗伯特.威尔逊发现了宇宙微波背景辐射,证实乔治.伽莫夫等人提出的理论,从此以后,“热大爆炸宇宙模型”成了标准宇宙模型。既然宇宙有一个可以确信的奇点,这让人们禁不住的好奇,宇宙会不会有一个“终焉”呢?美国的宇宙学家罗伯特.卡德维尔(Robert Caldwell)认为,宇宙三种不同的命运:
第一,宇宙会一直膨胀下去,直至所有的物质解体、变为纯粹的能量,这就是“热寂”(heat death)理论;第二,引力的作用下,宇宙的膨胀停止、且朝着一个汇集点而收缩,最终,宇宙会坍缩为一个奇点,这就是“大挤压”(Big Crunch)理论;第三,宇宙中的暗能量致使宇宙的膨胀速度越来越快,发生不可逆转的“大撕裂”(Big Rip),包括太阳系、地球、人类在内的一切事物会支离破碎、归于虚无。近日,美国约翰.霍普金斯大学的天文学家亚当.里斯(Adam Riess)的研究团队发现,哈勃太空望远镜测定的宇宙膨胀速度,比欧洲普朗克卫星测定的速度快了10%左右,他认为“早期暗能量”可能是幕后推手。
(宇宙)
亚当.里斯等人测算宇宙膨胀的方法,大致与埃德温.哈勃发现宇宙膨胀的方法一样,他们使用哈勃太空望远镜,观察了大麦哲伦星云(简称“LMC”)内的70颗“造父变星”——造父变星是一种较为特殊的恒星,它的亮度会随着时间的变化而变化,天文学家通过一颗造父变星的亮度变化周期,就可以获知它的真实亮度,进而测定它与地球的距离、以及宇宙的膨胀速度——依据长期积累的观测数据,他们计算出了宇宙的膨胀速度:哈勃常数的值为74.03公里/秒.百万秒差距。
此前,欧洲普朗克卫星通过观测“宇宙微波背景辐射”——宇宙微波背景辐射是宇宙中最为古老的光,乃是宇宙大爆炸所留下的余辉——预测出宇宙的膨胀速度为67.4公里/秒.百万秒差距。亚当.里斯认为,这两个宇宙膨胀速度的差异一直存在,且偶然性的概率从三千分之一降到十万分之一,科学家们再也不能把这一差异视为偶然现象,可能是现有的“热大爆炸宇宙模型”中遗漏了什么。
(宇宙)
目前,亚当.里斯的研究团队给出了三个假说,用以解释两个宇宙膨胀速度的差异:第一,可能是宇宙大爆炸之后,出现了一种“早期暗能量”,这些早期暗能量致使宇宙的膨胀速度超出预期;第二,宇宙中含有一种名为“暗辐射”的亚原子粒子,科学家们一直忽视它们的存在;第三,可能是暗物质与一般物质之间的相互作用,其强烈程度超出了科学家们的假设。
(宇宙)
小考题:你认为宇宙会不会在膨胀和收缩之间无限循环呢?欢迎你留言讨论。
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本文选自:今日头条 |
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