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天文学和空间

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尽管新的测量,宇宙扩张率仍然是一个谜。

21 Nov 2018
暗能照相机
Galaxy遥远:暗能照相机拍摄的图像。 (礼貌:Fermilab)

霍布尔常数的新价值 - 宇宙的扩张率 —已由一群国际天体物理学家计算。该团队使用原始距离尺度来研究智利和澳大利亚的望远镜观察到200多个超新星。新的结果与使用特定模型的宇宙扩张模型获得的常数的先前值吻合很好,同时不同意附近宇宙的更直接观察 - 因此加剧了宇宙学家和天文学家之间的长期多重分歧。

霍布尔常数是通过观察遥远的天体来计算并确定它们远离地球的速度。物体速度与距离地球距离的曲线曲线落在一条直线上,其斜率是霍布尔常数。

获得物体的速度很简单,并且涉及测量它发出的光的红移,但量化其距离更复杂。从历史上看,这已经使用了“距离梯形图”完成,由此通过使用一种类型的“标准蜡烛”来校准另一个标准蜡烛的输出来测量逐渐更大的长度尺度。通过视差首先建立达恒星的恒星(一种标准蜡烛),并且该信息用于校准位于含有心尖的星系中的IA型超新佳(另一种标准蜡烛)的输出。然后可以使用其他超胃的表观亮度来进一步向外的距离。

大差异

多年来,这种方法已经完善,最近最近产生了每麦片每麦克帕尔斯(一Megaparsec 325万光年)73.5±1.7公里的哈勃常数。然而,通过从靠近地球并向外移动而获得的数字 - 与采取相反方法的哈勃常数计算有所赔率—从黎明的时间向内移动。后者案件的基线来自辐射中的温度波动的长度尺度,其追溯到大爆炸之后,称为宇宙微波背景。通过假设宇宙的增长在特定类型的黑能量的影响下加速了宇宙的增长,即将推断到现在的宇宙扩张率。使用欧洲航天局的最终结果 普朗克卫星,获得了67.4±0.5的非常不同的霍博常数。

为了尝试通过使用替代方法来解决问题,科学家近年来创造了所谓的“逆距离阶梯”。这也使用宇宙微波背景作为起点,但它在稍后的时间计算扩展速率 - 大爆炸后大约10亿年 - 当背景辐射印记的密度波动已经生长以创造分布在内部的星系集群“Baryon声学振荡”。振荡用于校准到星系中的距离 - 存在于星系中 - 由于振荡导致147兆帕尔斯的星系之间的特征分离。

在最新的工作中, 黑暗能量调查 协作绘制了来自的星系数据 斯隆数字天空调查 以及207年新学习的超新星被捕获的 暗能照相机 安装在智利的4米VíctorMBlanco望远镜上。使用主要在类似尺寸的光谱 盎格鲁 - 澳大利亚望远镜 在新的南威尔士州,协作计算霍布尔常数的值为67.8±1.3 - 所以同意与常规距离梯子完全有所同时的普拉克值。

假设较少

“带有这些结果的关键问题,”团队成员说 Ed Macaulay. 在英国朴茨茅斯大学,“是您需要假设的唯一物理是早期宇宙中的等离子体物理。你不需要假设关于黑暗能量的任何东西。“

亚当里斯 距离梯子的巴尔的摩太空望远镜科学研究所的天体物理学家,他说,新的工作“增加了重量”到从现在和早期宇宙获得的哈勃常数的差距。 (实际上,距离梯子本身已经从使用引力透镜计算的扩展率获得独立支持。)他估计普朗克和暗能量调查结果之间的相似性意味着将Z = 1(返回约80亿年)的射频。 “可能不是张力发展的地方”,并且早期宇宙的物理可能是负责任的。

查克贝内特 在Johns Hopkins大学领导球队的前任WMAP团队,同意。他指出了一个 新模式 他的约翰霍普金斯同事提出 Marc Kamionkowski., Vivian Poulin 和其他人在早期为宇宙增加了额外的黑能量(在迅速腐烂之前)。本型号表示,Bennett“证明了它在理论上可以找到霍布尔恒定张力的宇宙问题”。

麦克劳更加谨慎。他承认尝试发现错误的难度,记载任何测量中的潜在系统效果比差率约为“大约十倍”。但他认为,在提出任何严肃的理论解释之前需要更多的数据。为此,他和他的同事正在试图分析暗能照相机观察到的2000年超新星,尽管他们在没有(昂贵)的光谱分析的借氧方面则这样做。挑选出合适的超重,然后锻炼他们的红移“将非常困难,”他说,“而不是在这个众多超新星之前完成的”。

注册描述了该研究的预印 arxiv .

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