在大爆炸理论之后,哈勃常数的争论没有消失,它实际上并不是常数

导语:迄今为止最重要的宇宙学发现是我们的宇宙正在膨胀 。 宇宙膨胀的立场 , 连同哥白尼的原理在宇宙中并不在天文学家认可的首选位置 。 奥尔伯的悖论(认为夜空是黑暗的)作为现代宇宙学的基石之一 , 它迫使宇宙学家建立宇宙的动态模型 , 同时也暗示了宇宙的时间尺度或年龄的存在 。 部分原因是维斯托·斯利弗对星云表面径向速度的测量 , 但主要是由埃德温·哈勃估计到附近星系的距离所致 。
在大爆炸理论之后,哈勃常数的争论没有消失,它实际上并不是常数
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01哈勃常数的争论
尽管乔治·勒梅特和H·P·罗伯逊的论文使用哈勃有关速度-距离关系的数据超过了1929年的里程碑 , 但哈勃的扩张值得称道 , 因为这是他测量星系距离的系统程序 , 以及1924年他在M31中发现的cepheid变星 , 以及他对这种关系的实际绘制 , 最终说服了整个群体 。
1、一种在大爆炸理论胜利之后 , 关于哈勃常数的争论并没有消失
一种在大爆炸理论胜利之后 , 关于哈勃常数的争论并没有消失 , 但在过去的30年里 , 它沦为一系列关于天体簿记的争吵 。 在1970年代和80年代 , 桑德奇和他的支持者自信地报告了哈勃常数的最低值 , 约为50 , 这表明宇宙的年龄高达200亿年 。 其他研究人员同样确信哈勃常数是原来的两倍 , 宇宙的年龄是原来的一半 。 最终 , 哈勃解决了争端——也就是哈勃太空望远镜 , 它以所罗门的智慧表明桑德奇和他的对手都错了 。 哈勃常数的现代高精度测量几乎介于两个极端之间 。
在大爆炸理论之后,哈勃常数的争论没有消失,它实际上并不是常数
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试图将空间膨胀不仅解释为宇宙过去的记录 , 而且解释为对未来的预测 , 产生了更大的冲击 。 尽管它的名字 , 哈勃常数实际上并不是常数 。 所有星系的引力相互抵消了空间的膨胀 , 趋向于减慢它的速度 。 在1990年代 , 天文学家开始测量这种减速 , 这将提供一种衡量整个宇宙的方法:事物减速的速度越快 , 那里的物质的量就越大 。
2、两个大型研究团队开发了新颖的观测技术
两个大型研究团队开发了新颖的观测技术(埃德温哈勃在1920年代使用的方法的极端版本)并于1998年公布了他们的结果 。 宇宙的膨胀并没有像所有人预期的那样放缓 。 它正在加速 , 哈勃常数随着时间的推移而增加 。 宇宙可以加速的唯一方法是 , 如果有什么东西在加速——也就是说 , 空间被某种类似于重力反向作用的能量推开 。 宇宙学家已习惯称其为“暗能量” 。 尽管没有人确切知道暗能量是什么 , 但它为两个团队的领导者赢得了2011年的诺贝尔奖:劳伦斯伯克利国家实验室的SaulPerlmutter、澳大利亚国立大学的BrianSchmidt和约翰霍普金斯大学的AdamRiess 。
02关于哈勃常数的研究
1、宇宙可以旋转到一个非常不同的方向 , 甚至是一个重复的创造和毁灭循环
在那之前 , 宇宙似乎有两种可能的未来 。 它可以永远扩张 , 越来越慢 , 但永远不会停止;或者它最终可能会停下来 , 逆转方向 , 并在大危机中陷入困境 。 “如果宇宙中有太多物质并重新坍缩 , 那至少是令人兴奋的并且有一个有限的结局 。 这就像死亡” 。 暗能量指向不同的未来 。 如果宇宙加速继续不受控制 , 哈勃常数会越来越大 , 空间也会越来越快地膨胀 。 最终 , 它会将星系彼此隔离 , 恒星彼此隔离 , 甚至可能撕裂宇宙中的每个原子 。 “它正在以我能想到的最黯淡的方式出现 , ”施密特反映道 。 “这是永恒 , 但同时也是虚无 。 ”
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然而 , 这并不是我们宇宙命运的最后一句话 。 宇宙学家确信 , 在哈勃常数中隐藏着更多的线索 。 例如 , 暗能量可能会随着时间而改变 , 在这种情况下 , 宇宙的未来进程可能会旋转到一个非常不同的方向 , 甚至是一个重复的创造和毁灭循环 。 就在过去几年里 , 哈勃常数一直是另一个争议的主题 , 暗示暗能量可能不止一种 , 对宇宙演化的影响不止一种 。
2、里斯和他的合作者正在观测邻近星系中的恒星以测量哈勃常数
遵循埃德温哈勃的传统 , 里斯和他的合作者正在观测邻近星系中的恒星以测量哈勃常数 , 其雄心勃勃的目标是将数字精确到1% 。 他的研究将数值归零于73 。 今天 , 有另一种完全独立的方法来测量哈勃常数 , 即通过分析普朗克太空望远镜探测到的宇宙微波背景中蚀刻的细微图案 。 这种方法给出了同样精确的答案67 。 尽管按照历史标准来看 , 这种分歧很小 , 但足以令人不安 , 以至于宇宙学家开始将其称为哈勃张力 。