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天文学家揭示了宇宙扩张的新测量

时间:2021-08-09 19:52:07 来源:

这些星系选自哈勃太空望远镜程序,以测量宇宙的膨胀率,称为霍布尔常数。通过将星系的距离与远离地球的衰退的表观速率进行比较来计算该值(由于扩展空间的相对论效果)。通过比较附近的红巨星的星系的红色巨星的表观亮度,其距离用其他方法测量,天文学家能够确定每个主机星系的距离。这是可能的,因为红巨人是可靠的里程碑标记,因为它们都达到了延迟进化中的相同峰值亮度。并且,这可以用作计算距离的“标准蜡烛”。哈勃的精致锐度和敏感性,允许在寄宿星系的恒星晕里找到红色巨人。在星系的晕里搜索红巨头。中心行显示哈勃的完整视野。底行缩小甚至更严格地进入哈勃字段。红色巨头由黄色圆圈识别。学分:美国宇航局,esa,W.Feedman(芝加哥大学),ESO和数字化的天空调查

天文学家已经采用了宇宙速度快速扩展的新测量,比以前的努力完全不同的恒星。来自美国宇航局的哈勃太空望远镜的修订量测量落在了天体物理学中的热烈讨论的问题的中心,可能导致宇宙的基本属性的新解释。

科学家们已经知道近一个世纪,宇宙正在扩大,这意味着宇宙之间的星系之间的距离变得更加庞大。但是空间伸展的速度恰好,这是一个称为霍布常数的价值,仍然顽固地难以捉摸。

现在,芝加哥大学Wendy Freedman和同事们对现代宇宙的扩张速度进行了新的测量,这表明星系之间的空间比科学家所期望的速度快。Freedman是最近的几项研究之一,这指出了基于宇宙的现代扩张测量和预测之间的淫荡差异,因为欧洲航天局的普朗克卫星衡量。

随着预测和观察之间的差异差异,科学家正在考虑他们是否需要提出宇宙的底层物理学的新模式,以便解释它。

“霍布尔常数是宇宙的宇宙学参数,其设定宇宙的绝对级别,大小和年龄;这是我们提供了量化如何发展的最直接方式之一,“Freedman说。“我们之前看到的差异尚未消失,但这种新的证据表明,陪审团仍然出于是否存在即时和令人信服的理由相信,我们在我们目前的宇宙模式下有一些根本存在缺陷。”

在Astrophysical Journal中公布的新文件中,Freedman和她的团队使用一种被称为红巨人的明星宣布了哈勃常数的新测量。使用哈勃制造的新观察表明,附近宇宙的扩张率仅在每兆(KM / SEC / MPC)下每秒70公里。一个Parsec相当于3.26光年距离。

使用Cepheid变量,该测量略小于最近由Hubble Sh0es(SuperNovae H0)最近报告的74 km / sec / mpc的值,该团队使用Cepheid变量,这是以定期的间隔脉冲的恒星,该恒星对应于它们的峰值亮度。这支球队由Johns Hopkins University和Space Telescope MicrositiTute,马里兰州Baltimore,最近举行了对其Cepheid距离测量技术的最高精确度的观察结果。

如何衡量扩展

测量宇宙扩张率时的中央挑战是,很难准确地计算远距离物体的距离。

2001年,Freedman领导了一支用于遥远的恒星的团队,使霍布尔常数的标志性测量。哈勃太空望远镜关键项目团队使用Cepheid变量作为距离标记来测量值。他们的计划得出结论,我们宇宙的哈勃常数价值为72 km / sec / mpc。

但最近,科学家采用了一项非常不同的方法:建立一个基于大爆炸留下的光的涟漪结构的模型,称为宇宙微波背景。普朗克测量允许科学家预测,早期宇宙可能已经发展到了膨胀率天文学家可以衡量。科学家计算价值67.4 km / sec / mpc,具有显着的分歧,速度为74.0 km / sec / mpc,用cepheid stars测量。

天文学家研究了可能导致不匹配的任何东西。“自然而然,出现了差异的问题是来自一些方面的差异,天文学家尚未理解我们正在测量的星星,或者我们宇宙的宇宙模型是否仍然不完整,”Freedman说。“或许需要改进。”

Freedman的团队试图通过使用完全不同的明星建立一个新的和完全独立的路径来检查他们的结果。

某些明星以一种叫做红巨人的典型明星为一个非常明亮的明星,这是我们自己的太阳从现在开始遇到数十亿年的演变的阶段。在一定点,明星经历了一种称为氦闪光的灾难性事件,其中温度上升至约1亿度,并重新排列了明星的结构,这最终会显着降低其亮度。天文学家可以在这个阶段在不同星系中测量红巨星的表观亮度,它们可以用它作为一种讲述距离的方式。

通过将距离值与靶星形的表观凹陷速度进行比较来计算霍布布尔常数 - 即,快速的星系似乎如何移动。该团队的计算提供了69.8 km / sec / mpc的哈勃常数 - 跨越普朗克和riess团队的价值观。

“我们的最初思想是,如果Cepheids和宇宙微波背景之间存在问题,那么红巨型方法可以是扳机断路器,”Freedman说。

但结果似乎并不强烈地利用另一个答案,虽然它们与普朗克结果更密切地对齐。

NASA即将到来的使命,即在20世纪20年代中期推出的广泛领域红外调查望远镜(WFIRST)将使天文学家能够更好地探索宇宙时间跨越哈勃常数的价值。WFIRST,其漏斗状分辨率和天空较大的100倍,将提供丰富的新型IA超新星,Cepheid变量和红巨星,从根本上改善了靠近和远的星系的距离测量。

哈勃太空望远镜是美国宇航局与欧洲航天局(ESA)之间国际合作的项目。NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理该望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)负责哈勃望远镜的科学运作。STScI由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为NASA运营。


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