宇宙加速膨胀_宇宙加速膨胀是因为物质之间相互排斥

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宇宙已加速膨胀60亿年 天文学家称未来或有三种结局
中新社江苏盱眙10月21日电 (记者 孙自法)天文学家研究发现，大爆炸至今已有137亿年的宇宙，60亿年来一直在加速膨胀且仍在继续膨胀。长此以往，宇宙最终将何去何从？

7月18日，全沉浸式宇宙科普互动体验展——“霍金与乔治的宇宙”在长沙市博物馆布展完成，部分家长带着孩子抢先体验。图为展厅内模拟太阳的太阳系光波。杨华峰 摄
中国科学院国家天文台研究员、中国科学院大学天文与空间科学学院天文学系主任赵公博给出的答案称，目前看来，宇宙最终有可能走向三种命运结局：一是宇宙会继续膨胀下去，直到变得四分五裂；二是发生坍缩，最后变成一个宇宙大爆炸前的原点——奇点；三是在膨胀和收缩之间不断循环。
由中科院国家天文台、紫金山天文台等共同主办的第二届中国·天泉湖天文论坛20日在江苏盱眙举行，赵公博研究员以“加速膨胀了60亿年的宇宙”为题做专题报告并接受媒体采访说，宇宙为什么加速膨胀60亿年并仍在继续膨胀，天文学家们也正在致力于寻求答案。他强调，至于宇宙最终命运的三种可能结局，目前也只是理论上的推测。以当前人类的认知，还无法确切地理解宇宙起源、预测宇宙命运，天文学界还需要进行更长时间的巡天观测，积累更多数据，不断推进人类对宇宙生死这一终极命题的认知。

近日，美国宇航局科研人员表示，通过哈勃太空望远镜的新观测成果进一步确认了宇宙在加速膨胀，现在的膨胀速度比根据早期宇宙特征预测的膨胀速度快大约9%。图片来源：NASA 文字来源：新华网
赵公博介绍，宇宙中暗能量占75%，暗物质占21%，普通物质仅占4%，暗能量、暗物质加一起占到96%，但人类至今对它们尚属无知状态。不过，暗能量已确认压强为负，其相斥特性会形成与普通物质世界万有引力相对应的万有斥力，这一特点使暗能量能够推动宇宙膨胀，对于证明宇宙是否在加速膨胀有关键作用，甚至可以认为，宇宙未来的命运将完全由暗能量来决定。
他表示，天文学家未来推动大尺度结构星系巡天，将成为关键的宇宙探针，通过重子声波振荡、红移畸变、小尺度成团性等观测研究，分别有望在暗能量、修正引力、中微子质量等领域取得突破，从而为最终破解宇宙之谜奠定基础。(完)
宇宙自诞生以来一直在膨胀。但每个天体物理学家心里都有一个问题：宇宙膨胀的速度有多快？科学家们已经提出了很多可能的方法来得到答案，这些方法已经对膨胀速率进行了良好估计，但它们并没有尽可能地精确。一个被称为“哈勃常数”的数字有很大的不确定性，但正如麻省理工学院和哈佛大学的两位物理学家在《物理评论快报》的一篇新文章中所写到的那样，他们已经找到了一种缩小误差范围的方法。

图解 : 宇宙的最终命运和宇宙的年龄，可以取决于测量现今的哈勃常数和推断减速参数的观测值，此参数特具密度参数值（Ω）的特征。所谓的“封闭宇宙”（Ω＞1）即将在一次“大紧缩”（Big Crunch）后结束，比哈勃年龄年轻。“开放宇宙”（Ω≦1）永远都在扩张且具有较接近哈勃年龄的年龄。我们所居住的宇宙为“加速宇宙”（accelerating universe），其年龄正巧非常接近哈勃年龄。

图解：哈勃常数的三个步骤。
在发表的一篇论文中，两位物理学家打算利用罕见的成对的黑洞和中子星对来确定更精确的哈勃常数。当这些双星系统的距离越来越近时，它们会以引力波的形式释放出质量，而当它们最终合为一体时，一道闪光会从其中迸射而出。

图解：艺术家想像的从三合星系统行星HD 188753 Ab（左上角）的卫星（假设）看见的景象。最明亮的伴星就正在地平线下。
麻省理工学院的助理教授——萨尔瓦多·维塔莱博士和哈佛大学“黑洞计划”的博士后研究员——陈新宇博士认为，这些闪光和引力波可以为人类提供一个更精确的参考点来测量宇宙膨胀的速度。

图解：中子星-黑洞的模拟合并，用时43毫秒(43千分之一秒)。当这种情况发生时，系统会释放出一道闪光，科学家们说，这能帮助他们更好地了解宇宙膨胀的速度。
很多个不同的团队正在研究确定哈勃常数的方法，但是他们都基于大致相同的想法：通过凝视遥远的天体，天体物理学家可以感受到它们离我们有多快，因此得知宇宙的膨胀速度有多快。在这种新方法中，研究人员建议观察黑洞和中子星相互环绕彼此的轨道并最终合并的罕见现象。

在这篇论文中，他们提出可以使用地面和太空望远镜来计算这个系统的移动速度。然后，利用激光干涉仪引力波观测台(LIGO)来探测系统发出的引力波，来测量系统与地球的距离。有了这两个数字，他们应该能够算出哈勃常数的精确测量值。

图解：宇宙的历史。根据推测，大爆炸刚发生后的超光速暴涨过程产生了引力波。
维塔莱说：“到目前为止，人们已经把注意力集中在双中子星上，这是用引力波测量哈勃常数的一种方法。但我们已经证明，还有另一种类型的引力波源尚未被充分利用，那就是黑洞和中子星一起螺旋运动而出现的引力波。”

图解：LIGO和LISA主要探测的波源频域分布。横轴为频率，纵轴为引力波振幅。
这种方法最大的问题是，这些系统远不如黑洞常见。尽管如此，维塔莱和陈新宇博士希望这些系统通过研究增加的精确度可以弥补它们的稀缺性带来的问题。
维塔莱好奇道：“是否每一个黑洞-中子星的双星系统都会让我们更进一步，去弥补宇宙中黑洞-中子星组成的双星系统的数量远少于中子星两两组成的双星系统这一潜在的事实？”
LIGO在2019年1月再次开始收集数据，也许在未来我们就能知道维塔莱和陈新宇这些研究人员们是否走上了正确的道路。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. inverse-低音贝斯
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