暗能量活动 多项测量结果接近“暗能量”!

2019-08-02 - 暗能量

100多名科学家的合作研究揭示,对宇宙中四种不同现象的广泛分析为理解暗能量的本质指明了道路。暗能量(动宇宙膨胀加速的力量)是一种目前神秘未知的东西。智利Cerro Tololo美洲天文台的望远镜科学家Timothy Abbott和同事写道:它的性质“未知,了解它的性质和起源是现代物理学的主要挑战之一!

暗能量活动

事实上,这关系到很多事情,目前的测量结果表明:暗能量可以作为一个宇宙常数顺利地纳入广义相对论;但研究人员指出,这些测量结果并不精确,而且包含了一系列潜在的变化。

在空间或时间上,任何偏离这一解释的行为,都将构成基础物理学的一个里程碑式发现。当然,问题的核心是,暗能量本质只能通过其影响间接地观察到。这可以分为两类,首先通过加速宇宙的膨胀使星系结构变形。其次,它抑制了宇宙结构某些部分的增长。

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然而,它并不是产生这种结果的唯一力量,因此危险总是存在的,即被认为是暗物质活动证据的东西,实际上可能是完全不同的东西。目前测量暗物质的方法存在问题,所有这些都始于宇宙微波背景辐射(CMB)。

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宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸40万年后产生的残余辐射,充满了太空。在宇宙历史上的那个时候,暗物质的影响微乎其微。随着时空膨胀得越来越多、越来越快,它显著地增加了。因此,测量它的第二个支柱包括对“低红移”现象的观察——波长延伸到很远的地方,可计算过去几十亿年宇宙内部的条件。

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艾伯特和同事们指出,将这两种测量结果结合起来,然后向前推到今天,可以对模型进行强有力的测试,但它需要来自低红移实验的精确、独立的约束”。

因此,任何低红移测量精度的提高也将提高暗能量计算精度,从而降低(或可能增加)宇宙中存在一种以前未被发现的物理现象可能性。研究人员通过对低红移现象(即测量Ia型超新星光曲线、可见物质(或“重子”)密度的波动、弱引力透镜和星系集群)多种观测探针的组合来应对这一挑战。

为此使用了暗能量调查(DES)的结果,DES是美国、南美和欧洲研究机构的合作项目,研究智利维克托·M·布兰科望远镜(Victor M Blanco telescope)的观测结果。研究人员展示了研究的第一部分结果,揭示了在限制暗能量本质方面取得的进展。

DES的发现绝对排除了暗能量不存在的宇宙存在可能性,而且完全独立于基于cmb的研究。这些结果表明宇宙在空间上是平坦的,并对重子物质的密度提出了更严格的限制。这些结果将“暗能量及其在宇宙中能量密度”的状态……“精确到几乎是宇宙微波背景辐射之前7次最佳单次实验结果的3倍”。

结论是,进一步有计划的DES研究很可能会使人们对宇宙暗能量影响的认识提高几个数量级。这项研究成果即将发表在《科学》上,目前发表在《arXiv》。

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