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宇宙距离测量新方法问世

2020-06-24 10:17:57 作者:

一个国际研究小组使用了一种全新的方法来测量宇宙的距离,以计算宇宙的膨胀系数,这与最近其他方法测量的结果相似,但与宇宙模型理论预测的结果大相径庭。据研究人员称,这进一步挑战了标准宇宙模型理论。

“关于宇宙模型理论或测量值是否有问题,天文学家一直存在争议。我们的研究采用了一种不同于其他任何技术的独立测量方法,所得结果证明与理论值仍有差距。这可能意味着基本宇宙模型理论存在问题。”负责这项新研究的NRAO国家无线电天文台的詹姆斯·布拉茨说。

目前,获得宇宙膨胀系数(也称为哈勃常数)的理论和测量方法之间存在很大差距。一个是由基于宇宙微波背景(CMB)数据的标准宇宙模型理论预测的,并且获得了67.4千米/(秒百万秒)秒。另一种由遥远星系中的超新星和类星体的引力透镜测量的数据范围从73到74千米/(秒百万秒秒)。

天文学家认为它们之间的差异超过了观测误差,这可能表明标准模型理论有问题。

通用标准模型也被称为λ-λCDM模型,λ是爱因斯坦提出的代表暗能量的通用常数。这个模型将宇宙的组成分为普通物质、暗物质和暗能量,并描述了一套自大爆炸以来宇宙如何演化的理论。

这项研究最近发表在《天体物理学杂志快报》上,重点是测量几个星系之间的距离。在这些星系中心的超级黑洞周围,有一个水汽环绕的吸积盘。

根据研究,对于一个几乎侧向面对地球的吸积盘,它的大小和视角范围可以根据从不同位置发射的强无线电波来探测,并且可以计算出星系和地球之间的距离。该小组使用了来自世界各地的几个射电望远镜的数据,使测量结果非常准确。

利用这种方法,他们提高了四个星系的距离精度——它们离地球的距离在1.68亿到4.31亿光年之间。结合之前研究中测量的另外两个星系的数据,哈勃常数被计算为73.9千米/(秒百万秒)。

“测试标准宇宙模型是一项具有挑战性的任务,有必要以前所未有的精度测量哈勃常数。预测值和测量值之间的差异是所有物理理论的重要基石,因此我们希望获得尽可能多的独立测量值。我们的方法是基于几何的,独立于任何其他方法,结果进一步证明了两者之间的差异。”这篇论文的主要作者,哈佛-史密森尼天体物理学中心的研究员多姆·佩斯说。

布拉特兹说:“我们测量的哈勃常数非常接近于其他最近测量方法获得的结果,与基于宇宙微波背景和标准模型预测的结果大相径庭。这表明标准模型可能需要修改。”

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