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宇宙膨胀正在减慢吗?

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第谷超新星遗迹

NASA/CXC/RICTEN 和 GSFC/T。佐藤等人;决策支持系统

人们普遍认为我们的宇宙正在以不断加速的速度膨胀。但我们会错吗?这是韩国一组科学家在一篇新论文中声称的内容,但其他科学家也提到了对这项工作的主要担忧。

自 138 亿年前的大爆炸以来,我们的宇宙一直在膨胀。包括对称为 1a 型超新星的遥远垂死恒星的观测在内的多项证据表明,这种膨胀正在加速。这种加速驱动因素的主要理论之一是一种称为暗能量的神秘力量,其发现获得了2011年诺贝尔物理学奖。

李英旭 韩国延世大学的教授和他的同事现在表示,这可能是错误的。 1a 型超新星是当像我们的太阳这样的恒星(称为白矮星)的残余核心在双星系统中爆炸时引起的。天文学家使用这些所谓的“标准蜡烛”“作为跨宇宙距离的可靠测量,因为它们被认为是均匀明亮的。

但李和他的团队表示,根据他们对 300 个主星系的分析,亮度随着恒星的年龄而变化很大。他们认为,这会导致遥远的超新星由于宇宙的加速膨胀而显得更加暗淡,但一旦考虑到这种“年龄偏差”,宇宙的加速膨胀就会消失。

相反,李表示,他们的发现表明宇宙的膨胀在 15 亿年前就开始减速,甚至可能在未来逆转,天文学家将这种情况称为“大挤压”,即宇宙可能以反向大爆炸结束。他说,以前“不可能出现大紧缩。但现在这是有可能的。”

亚当·赖斯 美国太空望远镜科学研究所的一位 2011 年诺贝尔物理学奖获得者不同意这一说法,并指出该小组 2020 年的早期工作已被驳斥。 “同一小组的新工作几乎没有改变地重复了这一论点,”他说,并指出在远距离测量 1a 型超新星的恒星年龄是非常困难的。他说李的团队使用了来自宿主星系的平均恒星年龄。 “这背后的理论很薄弱,因为缺乏确定性 [star] 形式,”赖斯说。

马克·沙利文 (Mark Sullivan) 表示,年龄如何影响宇宙中 1a 型超新星的亮度存在一些已知问题 在南安普顿大学,但这些已经在暗能量的测量中得到考虑。 “我非常怀疑这会导致宇宙减速,”他说。

维拉·鲁宾天文台即将进行的观测 智利的预计将大大增加宇宙中已知的 1a 型超新星的数量,从目前记录的数千颗增加到数万颗。沙利文说,这将使我们能够“绘制更早的宇宙膨胀历史图”,这可能会排除李团队的说法。

然而,暗能量的确切性质仍然是个谜。今年早些时候,暗能量光谱仪器(DESI)调查的结果表明,暗能量可能不是恒定的力量,而是可能随着时间的推移而变化。虽然这并不意味着宇宙现在正在减速,但它可能表明膨胀率在宇宙历史上已经发生了变化。

“指针更多地表明暗能量是某种动态的东西,而不是宇宙常数,”埃德·麦考利说 在伦敦玛丽女王大学。 “我认为这到底是什么,这是一个非常有趣的问题。”

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