引力导致空间弯曲,同一颗新星爆炸在不同地方被发现了三次( 二 )


宇宙膨胀
引力导致空间弯曲,同一颗新星爆炸在不同地方被发现了三次
文章图片
1929年 , 美国天文学家以“所有星云都相距遥远 , 越远越快离开”的天文观测为依据 , 得出了整个宇宙正在膨胀的结论 , 银河系之间的分离运动也不是因为任何排斥力 , 而是膨胀的一部分 。
亚历山大弗里德曼在爱因斯坦的相对论中研究了“圆顶”结构 。 他发现时间不变的空间 , 即静止的宇宙是不存在的 。 随着时间的推移 , 空间会变大或变小 。
引力导致空间弯曲,同一颗新星爆炸在不同地方被发现了三次
文章图片
弗里德曼区分了这两种情况 。 显然 , 宇宙正在膨胀 , 银河系正在以一定的速度疏远 , 阻止这一过程的力量来自银河系之间的重力 。
第一种情况是 , 当整个宇宙密度很高时 , 万有引力也很大 , 所以星系退行的速度会持续减慢 , 直到星系消退停止 。 也就是宇宙停止膨胀了 。
不过这个停止过程不会持续很长时间 , 宇宙会因为使宇宙变得缓慢的力量而逆转这一过程 。 就像倒放电影胶卷一样 , 宇宙开始一点一点地收缩 。 这个宇宙模型被称为封闭模型 。
引力导致空间弯曲,同一颗新星爆炸在不同地方被发现了三次
文章图片
而开放的模型在宇宙开始时体积为零 , 一旦膨胀开始 , 宇宙的物质密度就不足以提供使其停止的万有引力 , 因此继续膨胀 。
无论是封闭的宇宙模型还是开放的宇宙模型 , 随着时间的流逝 , 星系的退行速度会减慢 。 但是 , 生活在膨胀宇宙中的人类无法断定宇宙的模型是封闭的还是开放的 。 因为两者都有膨胀的时期 。
虽然我们知道宇宙正在膨胀 , 可不同的方法的问题在于 , 可以让我们测量多快 , 即使考虑了测量的不确定性 , 不同的测量方法也不会产生相同的结果 。
引力导致空间弯曲,同一颗新星爆炸在不同地方被发现了三次
文章图片
那我们的观测技术是否存在缺陷呢 , 或者说更有趣的是 , 我们是否需要修改我们对基础物理学和宇宙学的理解呢?
布拉默说“未来十年 , 地球观测站和国际空间组织的首要任务 , 主要是了解宇宙的结构 。
引力导致空间弯曲,同一颗新星爆炸在不同地方被发现了三次】未来计划的研究将覆盖大部分天空 , 预计将揭示数十个甚至数百个像SNRequiem这样罕见的具有超新星引力透镜的 。
引力导致空间弯曲,同一颗新星爆炸在不同地方被发现了三次
文章图片
这些来源延迟的准确测量 , 不仅提供了宇宙膨胀的独特而可靠的确定 , 甚至还可以帮助我们揭示暗物质和暗能量的特性 。
暗物质和暗能量是占我们宇宙95%的神秘物质 , 但我们现在却只能看到5% 。 所以说引力透镜的前景还是有希望的!