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第1263章 渊天宫(100)(1 / 1)

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在1998年创下全球天文数字销售量的科学书籍《时间简史》中,剑桥大学物理学家斯蒂芬·霍金断定宇宙最终将结束膨胀,并向内部坍塌毁灭。霍金教授的观点早在1997年就遭到不少科学家的挑战和质疑。NASA的研究数据将彻底结束人类宇宙史上这个最具悬疑的大争论。

霍金教授在接受记者采访时,对NASA的发现他并不感到气馁,他称自己仍将继续坚持自己的理论,并认为他的理论和NASA的发现完全可以兼容。地球和人类照样会毁灭,尽管NASA的发现意味着宇宙将永远膨胀下去,不过对于人类的命运来说,宇宙永远膨胀和膨胀之后“大坍缩”的结果都是一样的。因为当宇宙膨胀到一定时间后,宇宙中所有普通物质如恒星和行星的能量,包括太阳都将被消耗殆尽。在数万亿年后,宇宙中将到处充满巨大的黑洞,黑洞碰撞后将不断引发宇宙间的大爆炸,到那时,宇宙中将空无一物,只有无所不在的“暗能量”。

研究意义:暗能量是什么,它的存在意味着什么。科学家才刚开始尝试回答这些问题。暗能量对宇宙整体的作用泄露了它的行踪,而人们逐渐意识到,暗能量不仅对整个宇宙有影响,似乎也能操控宇宙的居民,指引恒星、星系和星系团(gaxycster)的演化进程。虽然以前并没有意识到暗能量对这些结构的影响,但天文学家们几十年来一直在研究它们的演化过程。

讽刺的是,暗能量的无处不在,反而让人们很难意识到它的存在。暗能量与物质不同,它是均匀分布的,不会在某个地方聚集成团。不论是在你家的厨房,还是在星际空间,暗能量的密度都完全一样,约为10^-26千克/立方米,相当于几个氢原子的质量。太阳系中所有的暗能量加起来,与一颗小行星的质量差不多,在行星的“舞蹈”中,几乎起不了作用。只有在巨大的空间尺度上和时间跨度上,才能体现出暗能量的影响力。

争论:通过对遥远星系团发出的X射线进行观测和分析,欧洲航天局科学家得出了与暗能量理论不符的结果。不过专家指出,新结果是否意味着人们一直探讨的宇宙暗能量“或许并不存在”,仍需更多的观测研究来证明。

爱因斯坦的广义相对论做出过暗能量的假设。据推测,不可见的暗能量可能占据了宇宙质量的大部分,能够产生与引力相反的排斥力,这也许可以解释为什么宇宙会出现加速膨胀现象。

关于暗能量理论,一些科学家认为,要验证暗能量是否存在,办法之一是比较各星系团中炽热气体的比例。

星系团由成百上千个星系组合而成,其半径达数百万光年。星系团的特点之一是其中有大量炽热气体,温度在1000万到1亿摄氏度之间。欧洲航天局的XMM牛顿天文望远镜捕捉到了古老的遥远星系团发出的X射线。科学家对此进行分析后得出了这些古老星系团中炽热气体所占的比例。他们将这些数据与距地球最近也就是最年轻的星系团中炽热气体所占比例进行了比较,结果发现二者没有差别。

科学家认为,只有假设宇宙中没有暗能量才能解释这一现象。

确认存在,天文学家确认暗能量存在,证实宇宙加速膨胀:据英国广播公司(BBC)网站报道,运用最先进的天文测量技术,日前天文学家通过巡天观测确认了神秘的暗能量的存在。暗能量占据宇宙全部物质的74%,它是宇宙加速膨胀的推手。宇宙的膨胀进程处于两种相克的力量平衡之中,如同阴阳相克。其中的一种力量是引力,它们的作用使膨胀减速,而另一种强大的反制力量则是暗能量,它使宇宙加速膨胀。而现在看来,暗能量胜出了。这项研究基于科学家们对20万个星系进行的观测。研究人员运用两种不同的手段来对先前的暗物质观测结果进行验证。《英国皇家天文学会月刊公告》已经接受了该小组提交的两篇论文,并将刊载。

此次运用的两种天文测量方法中,一种手段是对宇宙中星系的分布状况进行考察,找出其中的模式。这种模式被称为“重子声学振荡”(baryon atic osciltions, BAO)。

第二种手段是测量宇宙中不同时期星系团的形成速度差异。这两种方法的结果都证实了宇宙中暗能量的存在以及宇宙的加速膨胀事实。

暗能量的概念最早是上世纪90年代,天文学家们在对遥远的超新星进行观测时首次提出来的。

爱因斯坦是正确的:为了解释宇宙为何会加速膨胀,天文学家和物理学家们面临两种选择:或者重写爱因斯坦的理论,或者去接受这样一种观点,那就是宇宙中充满着一种全新的,我们完全不了解的神秘能量。

克里斯·布莱克(Chris Bke)博士来自澳大利亚墨尔本的斯威本科技大学,也是这一研究的合作者之一。他说:“暗能量起到的作用就像是你向上抛出一个球,然后你发现它加速向上飞去。并且越飞越快。这样的结果告诉我们,暗能量是一个宇宙常数,正如爱因斯坦最初提出的那样。如果只考虑引力,我们不可能观察到这样的现象。”

这些最新的发现结果来自一项名为“WiggleZ”的星系巡天项目,这一项目始于2006年,于2013年完成。这一项目使用了美国宇航局星系演化探测器(Galex)和澳大利亚赛丁泉天文台英-澳望远镜的数据。

这一巡天项目对前所未有的广袤空间内的星系分布进行了考察,相当于回溯80亿年的时间,当时的宇宙仅有今天年龄的一半。

宇宙学家鲍勃·尼科(Bob Nicholl)表示:“这是一项重大的进展。这些参与者都是这方面的大家,我们等待他们的结果已经有一段时间了。”

尼科博士本身是英国朴茨茅斯大学的天体物理学教授,他说:“这是对暗能量存在的再次确证,让我们能更好的修正我们的理论并为我们指明未来的道路。接下来很快会有更多的天文学家跟进这项研究工作。”

然而,尽管科学家们已经确认暗能量和暗物质确实存在,但是我们仍然无法对这两种神秘现象进行解释。

揭示奥秘:神秘的暗能量(dark energy)真的在加速宇宙的膨胀吗?一支由50余位天文学家组成的国际研究小组通过计算一万多个星系的合并速率,进一步加深了人们对宇宙暗能量奥秘的认识。新的研究技术也将成为日后测量暗能量如何发挥作用的强大工具。相关研究论文发表在2008年1月31日的《自然》杂志上。

美国空间望远镜科学研究所Ada Riess领导的研究小组在《天体物理学杂志》上发表论文称,宇宙的膨胀在加速进行,而非许多科学家认为的那样变慢或开始收缩。这一发现的影响是巨大的:宇宙的大尺度上不仅存在着一种比引力更强大的反作用力,而且这种“力”(后来即被称为暗能量)似乎组成了宇宙物质的四分之三还多。

不过,关于暗能量一些基本问题的争论依然存在,甚至就暗能量到底存在与否也是众说纷纭。造成这一状况的关键在于关于宇宙膨胀还存在其它可能的解释。比如,在宇宙的最大尺度上,引力的作用方式和表现可能与一般情况下截然不同。