內(nèi)容摘要:暗能量是科學(xué)界最大的謎團(tuán)之一,我們現(xiàn)在離理解它更近了一步。鳴謝:uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局/JPL-加州理工學(xué)院/歐空局/哈佛-史密森尼CfA神秘的地球uux.cn)據(jù)對(duì)話羅伯特·尼科爾):十多
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暗能量是學(xué)界科學(xué)界最大的謎團(tuán)之一,我們現(xiàn)在離理解它更近了一步。解更近步
寧波外圍模特經(jīng)紀(jì)人(外圍預(yù)約)(電話微信181-2989-2716)提供1-2線城市高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)鳴謝:uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局/JPL-加州理工學(xué)院/歐空局/哈佛-史密森尼CfA
(神秘的量科離理地球uux.cn)據(jù)對(duì)話(羅伯特·尼科爾):十多年前,暗能量巡天(DES)開始繪制宇宙地圖,學(xué)界以尋找證據(jù)來幫助我們理解被稱為暗能量的解更近步神秘現(xiàn)象的本質(zhì)。我是量科離理100多位做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家之一,他們幫助產(chǎn)生了最終的學(xué)界DES測(cè)量結(jié)果,該結(jié)果剛剛在新奧爾良舉行的解更近步第243屆美國(guó)天文學(xué)會(huì)會(huì)議上發(fā)布。
據(jù)估計(jì),量科離理
寧波外圍模特經(jīng)紀(jì)人(外圍預(yù)約)(電話微信181-2989-2716)提供1-2線城市高端外圍預(yù)約快速安排30分鐘到達(dá)暗能量占可觀測(cè)宇宙的學(xué)界近70%,然而我們?nèi)匀徊幻靼姿墙飧绞裁础km然暗能量的量科離理本質(zhì)仍然神秘,但它的學(xué)界影響卻是巨大的。它的解更近步主要作用是推動(dòng)宇宙加速膨脹。
新奧爾良的公告可能會(huì)讓我們更好地理解這種形式的能源。除此之外,它給了我們一個(gè)機(jī)會(huì)來檢驗(yàn)我們的觀測(cè)結(jié)果與一個(gè)叫做宇宙常數(shù)的概念,這個(gè)概念是由阿爾伯特·愛因斯坦在1917年提出的,作為一種抵消引力在他的方程中的影響的方法,以實(shí)現(xiàn)一個(gè)既不膨脹也不收縮的宇宙。愛因斯坦后來把它從他的計(jì)算中去掉了。
然而,宇宙學(xué)家后來發(fā)現(xiàn),不僅宇宙在膨脹,而且膨脹還在加速。這一發(fā)現(xiàn)被歸因于一種叫做暗能量的神秘物質(zhì)。愛因斯坦的宇宙常數(shù)概念實(shí)際上可以解釋暗能量,如果它有一個(gè)正值(允許它符合宇宙的加速膨脹)。
DES的結(jié)果是全球研究人員數(shù)十年工作的成果,提供了迄今為止對(duì)一個(gè)難以捉摸的參數(shù)“w”的最佳測(cè)量結(jié)果之一,w代表暗能量的“狀態(tài)方程”。自1998年發(fā)現(xiàn)暗能量以來,其狀態(tài)方程的值一直是一個(gè)基本問題。
這個(gè)狀態(tài)描述了物質(zhì)的壓力與能量密度之比。宇宙萬物都有狀態(tài)方程。
它的值告訴你一種物質(zhì)是否是氣體,相對(duì)論性的(由愛因斯坦的相對(duì)論描述),或者它的行為是否像流體。算出這個(gè)數(shù)字是真正理解暗能量本質(zhì)的第一步。
我們對(duì)w的最佳理論預(yù)測(cè)應(yīng)該正好是負(fù)一(w=-1)。這個(gè)預(yù)測(cè)還假設(shè)暗能量是愛因斯坦提出的宇宙常數(shù)。
顛覆預(yù)期
負(fù)一的物態(tài)方程告訴我們,隨著暗能量的能量密度增加,所以負(fù)壓也增加。宇宙中的能量密度越大,排斥力就越大——換句話說,物質(zhì)會(huì)推其他物質(zhì)。這導(dǎo)致宇宙不斷膨脹加速。這聽起來可能有點(diǎn)奇怪,因?yàn)檫@與我們?cè)诘厍蛏辖?jīng)歷的一切都是違反直覺的。
這項(xiàng)工作使用了我們對(duì)宇宙膨脹歷史最直接的探測(cè)手段:Ia型超新星。這是一種恒星爆炸,它們充當(dāng)了一種宇宙尺度,讓我們能夠測(cè)量宇宙中遙遠(yuǎn)得驚人的距離。然后可以將這些距離與我們的預(yù)期進(jìn)行比較。這和25年前用來探測(cè)暗能量存在的技術(shù)是一樣的。
現(xiàn)在的區(qū)別在于超新星樣本的大小和質(zhì)量。使用新技術(shù),DES團(tuán)隊(duì)在很寬的距離范圍內(nèi)擁有了20倍多的數(shù)據(jù)。這允許有史以來最精確的w測(cè)量之一,給出-0.8的值
乍一看,這不是我們預(yù)測(cè)的精確的負(fù)一值。這可能表明它不是宇宙常數(shù)。然而,這種測(cè)量的不確定性足夠大,以5%的概率允許負(fù)一,或者只有20比1的下注賠率。這種程度的不確定性還不足以說明任何一種情況,但這是一個(gè)很好的開始。
2012年在大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上探測(cè)希格斯玻色子亞原子粒子需要百萬分之一的出錯(cuò)幾率。然而,這一測(cè)量可能標(biāo)志著“大撕裂”模型的結(jié)束,這種模型的狀態(tài)方程比一個(gè)方程更負(fù)。在這樣的模型中,宇宙將以越來越快的速度無限膨脹——最終將星系、行星系統(tǒng)甚至?xí)r空本身撕裂。那是一種解脫。
像往常一樣,科學(xué)家們想要更多的數(shù)據(jù),這些計(jì)劃已經(jīng)在進(jìn)行中。DES的結(jié)果表明,我們的新技術(shù)將用于未來歐空局的歐幾里德任務(wù)(2023年7月發(fā)射)和智利新薇拉·魯賓天文臺(tái)的超新星實(shí)驗(yàn)。這座天文臺(tái)將很快使用它的望遠(yuǎn)鏡拍攝建造后的第一張?zhí)炜請(qǐng)D像,讓人們一窺它的能力。
這些下一代望遠(yuǎn)鏡可以發(fā)現(xiàn)數(shù)以千計(jì)的超新星,幫助我們對(duì)狀態(tài)方程進(jìn)行新的測(cè)量,并對(duì)暗能量的本質(zhì)進(jìn)行更多的了解。