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宇宙膨胀速度或超过预期 爱因斯坦理论不完整?

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发表于 2016-6-6 10:40:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
2016年06月06日 10:23 新华网

  

  宇宙膨胀速度或超过预期 爱因斯坦理论不完整? (新浪科技配图)

  新华社华盛顿6月4日电(记者林小春)天文学家借助哈勃太空望远镜最新发现,宇宙的膨胀速度可能比预期快出5%至9%。如果这一发现获得证实,那么说明爱因斯坦的引力理论——广义相对论不完整,从而挑战现代宇宙学的理论基础。

  领导研究的是美国太空探测科学研究所与约翰斯·霍普金斯大学的天体物理学家亚当·里斯,他曾因宇宙加速膨胀的发现而与他人共享2011年诺贝尔物理学奖。里斯在一份声明中说,这是“令人吃惊的发现”,将为理解宇宙95%的不发光部分提供重要线索,包括暗能量、暗物质和暗辐射。

  在这项研究中,里斯等人对约2400颗造父变星和约300颗Ia型超新星的运动进行了测算。研究论文将发表在美国《天体物理学杂志》上。

  有“量天尺”之称的造父变星是亮度会发生周期性变化的一类恒星,因而可用于测量星系等的距离。Ia型超新星则是一类爆发的恒星,其亮度基本恒定,所以在天文学上也被当作“标准烛光”,用于计算遥远星系的距离。

  根据这些测量结果,研究人员计算出目前的宇宙膨胀速度,即所谓哈勃常数,约为73.2公里/(秒·百万秒差距)。每百万秒差距相当于326万光年,因此一个星系与地球的距离每增加百万秒差距,其远离地球的速度每秒就增加73.2公里。最新数值意味着,在98亿年内,宇宙天体间的距离将扩大一倍。

  但问题在于,最新哈勃常数与其他研究得出的数值不吻合,美国航天局“威尔金森微波各向异性探测器”和欧洲航天局“普朗克”卫星的测算数值分别比这一数值小5%和9%。

  研究人员对此提出了三种可能性:第一,暗能量推动星系相互分离的力度可能超过此前的认识;第二,早期宇宙包含未知的速度接近光速的亚原子微粒,它们形成的暗辐射驱动宇宙加速膨胀;第三,暗物质拥有一些奇异的未知特性。

  现有科学理论认为,诸如恒星等通常所观测到的普通物质只占宇宙质量的5%,剩下的是占25%的暗物质和占70%的暗能量。研究人员认为,最新发现将促使科学家重新思考对宇宙的认识,尤其是与暗物质和暗能量相关的概念,这也可能意味着爱因斯坦已提出100年的广义相对论“不完整”。


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