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发表于 2019-3-7 21:38:10
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宇宙膨胀最初是哈勃在20世纪20年代通过星系红移规律所发现的,但当年哈勃的发现并不能给出宇宙正在加速膨胀的证据,题主不要被一些答主给带偏了。自从发现宇宙正在膨胀的现象以来,天文学家认为宇宙的膨胀速率应该会越变越慢才对,因为万物之间的引力作用起到减速的作用。然而,在1998年,天文学家在分析遥远的Ia型超新星光谱时发现,宇宙的膨胀速度并没有减慢,而是正在加快,这打破了人们几十年来的固有认识。那么,Ia型超新星是如何证明宇宙加速膨胀的呢?
Ia型超新星是一种特殊的超新星,它们的产生过程是一样的,即白矮星通过吸积超过临界质量而发生爆炸,所以它们具有相同的绝对亮度。基于Ia型超新星的观测数据,天文学家通过计算发现,弗里德曼方程中的宇宙尺度因子对时间的二阶导数大于零,因为一阶导数表示宇宙尺度因子变化速率,这就表明宇宙的尺度随着时间的推移而加速变大。
用通俗一点的话来说,天文学家使用Ia型超新星的亮度来确定它们的光度距离,再通过它们的光谱线来确定由空间膨胀导致的红移值。在大约14亿光年的范围之内,距离和红移值呈现线性关系,这就是典型的哈勃定律。但当距离更远时,距离和红移值就不再是线性关系,这表明宇宙的膨胀速率随时间的推移而发生明显的变化。计算结果显示,高红移的Ia型超新星比预期的要更远至少10%。这表明在遥远的过去,宇宙的膨胀速度没有现在快,这也意味着宇宙的膨胀速率加快了。对于这项重大发现,三位主要的物理学家获得了2011年的诺贝尔物理学奖。
Ia型超新星只是宇宙加速膨胀的第一个证据,还有其他证据也能支持这一结论。目前对于这种现象的最好解释是宇宙中存在一种推动力——暗能量。据估计,暗能量大约在50亿年前使宇宙的膨胀速率从减速转向加速。 |
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