引力波或将解决哈勃常数难题甚至揭示宇宙命运“OD手机客户端”

 体验式培训     |      2021-07-02 23:48
本文摘要:据国外媒体报道,一项新的研究称之为,通过分析丧生恒星在空间和时间结构中产生的涟漪——即引力波——科学家也许能迅速找出宇宙收缩速度的谜题,如果充足幸运地的话。研究人员回应,这项新的研究还有可能说明了宇宙的最后命运。宇宙自从138亿年前问世以来仍然在收缩。 为了测量目前宇宙的收缩速度,科学家必须确认哈勃常数,从而推算宇宙的年龄以及目前宇宙状态的细节。他们甚至还可以用哈勃常数来尝试理解宇宙的未来命运,例如否不会总有一天收缩,还是不会瓦解或四分五裂。

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据国外媒体报道,一项新的研究称之为,通过分析丧生恒星在空间和时间结构中产生的涟漪——即引力波——科学家也许能迅速找出宇宙收缩速度的谜题,如果充足幸运地的话。研究人员回应,这项新的研究还有可能说明了宇宙的最后命运。宇宙自从138亿年前问世以来仍然在收缩。

为了测量目前宇宙的收缩速度,科学家必须确认哈勃常数,从而推算宇宙的年龄以及目前宇宙状态的细节。他们甚至还可以用哈勃常数来尝试理解宇宙的未来命运,例如否不会总有一天收缩,还是不会瓦解或四分五裂。科学家主要用于两种方法来测量哈勃常数,其一是监测附近的天体,估算它们的距离,从而推算宇宙的收缩速率。科学家对这些天体的性质早已有了很多理解,比如超新星爆发和造父变星等脉动变星。

另一种方法是注目宇宙微波背景电磁辐射,这是大爆炸事件残余的电磁辐射。通过分析宇宙微波背景电磁辐射随时间的变化,就可以计算出来出有宇宙收缩的速率。

然而,这两种方法就哈勃常数的值产生了两种有所不同的结果,从而得出结论有所不同的宇宙收缩速率。宇宙微波背景电磁辐射的数据表明,宇宙目前正在以约每秒每326万光年67公里的速率收缩,而超新星爆发和造父变星的数据表明,宇宙收缩的速率是每秒每326万光年73公里。

这一差异指出,标准宇宙模型——科学家对宇宙结构及历史的解读——有可能是错的。如果能解决问题这一被称作“哈勃常数冲突”的争辩,也许将为说明了宇宙进化及其最后命运带给新的线索。在新的研究中,物理学家认为,从未来引力波研究中取得的数据可能会有助找出这一难题。研究第一作者、纽约“长条形”研究所(FlatironInstitute,一家专门从事分析程序和算法研究的非营利性研究机构)的天体物理学家斯蒂芬·菲尼(StephenFeeney)说道:“哈勃常数冲突是我们现有宇宙模型不原始的最显著似乎,但在5到10年内,这一难题未来将会解决问题。

”根据爱因斯坦的广义相对论,引力是质量变形时空的结果。当任何具备质量的物体移动时,它都会产生能以光速传播,并一路剪切和断裂时空的引力波。引力波十分黯淡,科学家直到2016年才首次观测到引力波的证据。

2017年,科学家又观测到了中子星撞击所产生的引力波。中子星来自超新星爆发中丧生的恒星残骸。如果恒星残骸的质量足以塌缩成黑洞,那它们最后就不会沦为中子星。

中子星的名称源于它们的引力充足强劲,可以将质子和电子断裂在一起,构成中子。与黑洞有所不同,中子星不会收到红外线,它们的撞击也是如此。这些撞击所产生的引力波被称作“标准警报”(standardsirens),可以协助科学家确认它们与地球的距离;而撞击所收到的光有助确认它们相对于地球的移动速度。

利用这两组数据,研究人员就能计算出来出有哈勃常数。根据菲尼及其同事的估算,分析未来5到10年内约50对中子星的撞击,也许就能取得确认哈勃常数精确测量值的充足数据。然而,这一估算还必须各不相同中子星撞击再次发生的频率。“中子星拆分的发生率不存在相当大的不确定性,却是我们至今只观测到一次,”菲尼说道,“如果我们十分幸运地才能看到一次,而且拆分事件又比我们指出的少见得多,那么观测到充足说明哈勃常数冲突的中子星拆分事件就必须比我们在文中所说的更长的时间。

”菲尼回应,引力波最后可能会反对哈勃常数的某个值,而不是另一个值,但也有可能带给哈勃常数的第三个值。如果这种情况再次发生,那就有可能带给关于超新星、造父变星或中子星不道德的新了解。这项研究的详尽内容公开发表在2月14日的《物理评论快报》(PhysicalReviewLetters)上。


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