关于宇宙形状和形成它的神秘力量的重要新发现

科技2020-03-23 15:57:57
导读 宇宙中四种不同现象的广泛分析指出了理解暗能量本质的方法,100多位科学家之间的合作揭示了这一点。暗能量 - 推动宇宙膨胀加速的力量 -

宇宙中四种不同现象的广泛分析指出了理解暗能量本质的方法,100多位科学家之间的合作揭示了这一点。暗能量 - 推动宇宙膨胀加速的力量 - 是一件神秘的事情。来自智利Cerro Tololo美洲天文台的望远镜科学家蒂莫西·阿博特及其同事写道,其性质“未知,理解其属性和起源是现代物理学的主要挑战之一”。

的确,有很多利害关系。目前的测量结果表明,暗能量可以作为宇宙常数顺利地纳入广义相对论。但是,研究人员指出,这些测量结果远非精确,并且包含各种潜在的变化。

“在空间或时间上对这种解释的任何偏离都将成为基础物理学中具有里程碑意义的发现,”他们指出。

当然,问题的核心在于,黑暗的本质只能通过它的影响间接地观察到。

这些分为两类。首先,它通过加速宇宙的扩张来改变银河系结构。其次,它抑制了宇宙结构某些部分的增长。

然而,它不是唯一可以产生这种结果的力量,因此总是存在这样的危险,即被认为是暗物质活动的证据实际上可能完全是另一回事。

目前测量暗物质的方法是有问题的。所有这些都以宇宙微波背景(CMB)开始,这是一种充满空间的遗物辐射,仅在宇宙大爆炸后40万年才产生。

在宇宙历史的那一点上,暗物质的影响微乎其微。随着时空的不断扩大和越来越快,它显着增加。

因此,测量它的第二个支柱包括对“低红移”现象的观察 - 波长在很远的距离上延伸,允许计算过去几十亿年内宇宙内的条件。

Abbott及其同事指出,将这两个测量值结合起来然后推断到今天,“可以对我们的模型进行有力的测试,但它需要来自低红移实验的精确,独立的约束”。

因此,随之而来的是,低红移测量精度的任何增加也将提高暗能量计算的精度,减少(或可能增加)先前未被发现的物理在宇宙中发挥作用的机会。

研究人员通过针对低红移现象调用多个观测探测器的组合来应对这一挑战 - 即测量Ia型超新星光线曲线,可见(或“重子”)物质密度波动,弱引力透镜和星系聚类的探测器。

为此,他们使用暗能量调查(DES)的结果,这是美国,南美和欧洲研究机构的合作,研究智利的Victor M Blanco望远镜所做的观察,该望远镜配有专门的仪器。暗能量检测。

Abbott及其同事在展示调查结果的第一部分时,揭示了在限制暗能量本质方面取得的进展。

他们报告说,DES的研究结果绝对 - 并且独立于基于CMB的研究 - 排除了一个不存在暗能量的宇宙。他们还报告说,结果表明宇宙在空间上是平坦的,并且对重子物质的密度有更严格的约束。

他们认为,这些结果将“暗能量及其在宇宙中的能量密度”的状态约束到“比CMB之前的7个最佳单次实验结果好几乎三倍的精度”。

他们得出的结论是,进一步计划的DES调查可能会提高对宇宙中暗能量影响的知识数量级。

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