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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。 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 acoustic oscillations, 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 Blake)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,但是至今我们仍然无法对这两种神秘现象进行解释。 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Adam 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。
作为欧空局VIMOS-VLT深度巡天计划(VVDS)的一部分,在新的尝试中,51位研究者利用欧空局甚大望远镜(VLT)的可见光多目标光谱仪(VIMOS),确定了在相同宇宙邻域中大约13000个松散关联星系的运动速度,这些星系与地球的距离大致相同,为70亿光年。研究人员明白,随着时间过去,许多星系会趋于合并,最终成为超星系团。因此,在大量星系刚刚开始发生联系时就检测它们的运动状态,有助于揭示暗能量是否阻碍了令星系结合的引力作用。这些70亿光年外的星系所反映的宇宙寿命只有宇宙寿命的一半。
研究结果到目前为止是不错的。将最新研究与此前在现今宇宙中进行的2度视场星系红移巡天(Two-degree-Field Galaxy Redshift Survey,简称2dFGRS)研究数据进行对比后,研究人员发现,在单纯的引力之外,确实有一些东西“扭曲”着星系的速度。因此,随着时间的推移,星系的合并速度越来越慢,所要克服的障碍也越来越大。而唯一的问题是科学家认为此次的研究还是太有限,不能得到无可辩驳的结论。
论文第一作者、意大利布雷西亚天文台(Osservatorio Astronomico di Brera)的Luigi Guzzo说,“我们在星系形成星团之前抓住了它们。”论文合著者、意大利罗马大学的Enzo Branchini表示,这是该技术首次用于暗能量的探测,而他们下一步将通过研究更多不同距离、不同年龄时期的星系(有可能达到1亿颗),努力证实第一轮研究得出的答案。Branchini说,最终足够的样本数量将能够让暗能量的某一种解释凌驾于其它之上。
对于最新研究结果,前辈Riess评价说,“这是一个令人振奋的消息,暗能量仍然是宇宙学和物理学中最紧迫的问题之一。”美国达特茅斯学院(Dartmouth College)的宇宙学家Robert Caldwell也表示,尽管这只是初步结果,但星系合并速率的测定将对科学家计算宇宙为何加速膨胀十分有用。
暗物质与暗能量是怎样被发现的? 怎么被区分开的? 它们有什么联系吗?谢谢了,大神帮忙啊
所谓暗物质,即反物质。是其质子带负电,电子带正电,与我们已知的物质恰好相反,因为科学家在实验室通过离子加速器对质子加速,使它碰撞而产生了这种物质,所以推断宇宙中是存在这种物质的
而暗能量就是暗物质所含的能量。
假设同样质量的暗物质与我们碰撞,会产生两种物质电子和质子级别的能量完全释放,从而产生巨大爆炸却不留下残留,通古斯大爆炸就被怀疑是这个原因。
在天文学史上最大的一个意外是,人们发现我们在太空中看到的所有东西只占据宇宙所有物质能量的1%不到。 而星系之间难以探测的稀薄气体连带所有其他形式的常规物质,总量只占据万物的大约4.5%。占据约26%更大比例的“非重子物质”由某类奇异的不可见粒子组成,它们并不形成原子。暗物质的引力支配着宇宙,塑造着宇宙的历史,并施加引力使得常规物质可以积累形成星系,就好象是在不可见的池塘上形成的浮渣斑块一样。 剩下的大约70%是所谓的“暗能量”,它们导致了宇宙的加速膨胀。其本质是更大的未知。 但是更多的线索继续被人揭示出来。在美国天文学会会议6日召开的新闻发布会上,4个小组宣布了新的发现,可以改进我们对这些现象的认识。 倾斜的银晕: 长时间以来天文学家就知道,像我们的银河系这样的大型星系位于名为星系晕的大型暗物质池中央。由UCLA的戴维·劳(David Law)领导的小组确定出,银河系的暗物质晕并非球形,而是被挤压过的形状。令人吃惊的是,它变平的轴向相对在夜空中定义为人熟知的银河的可见恒星盘倾斜了90度角。 该小组通过分析“人马座星流”(见下图)中上千颗恒星的运动得到的这个结论。星流是一个矮星系的残余,该星系在近距离经过银河系的时候被引力扯碎,剩下的是长长的纤维状结构,当下在银河系之外环绕了两周。星流不同部分的恒星运动揭示出了不同部位的银晕对它们施加的引力。 人马座星流的一个模型,早先靠近银河系的一个矮星系被银河系的潮汐力扯碎,形成了该星流。星流环绕于银河系两周,一部分在矮星系后方,一部分在前方。恒星的运动泄露出了暗物质的存在。(提供:David R. Law / UCLA) 人们发现,银晕是个三轴球体,这意味着它在3个方向上的直径各不相同。劳说:“如果将银晕比作海滨气球,它的一侧是被挤扁的。”这一点参见下面的示意图。 以银河系为中心的三轴暗物质晕的“海滨气球”比方(海滨气球的颜色是随意选择的)。(提供:David R. Law / UCLA) 劳补充说,天文学家之前设想的银晕应该是沿与银盘相同的轴向被挤压的,这是由于普通物质和暗物质根据推测应该是来自同一源头的:被定义了引力通道的暗物质纤维所引导。 银晕的大小和形状受到了银河系新近与其他矮星系并合的影响,因此将来对银晕的详细研究应该能给出更多有关银河系吸收小型邻居的演化过程。 邻近的暗能量: 10几年前,天文学家发现了宇宙的加速膨胀,这与他们的设想相反。这一发现的关键是通过星系中的Ia型超新星视亮度来测量星系的距离,这类超新星的亮度与星系红移无关。然后距离可以与红移(根据光线的变化给出宇宙的膨胀)相对照。这样天文学家就可以知道膨胀速率在宇宙长久的历史中是如何变化的了。 从那时起,天文学家找到了大量的其他证据说明有同一种力量在使膨胀加速,还给出了加速的大小。而关键的一点是,它看起来并不会随着空间的扩张而变弱或变强。因为没有任何更好的名称,它被命名为“暗能量”。 现在一个国际小组在我们自己的本星系群内释放出了暗能量的效应。本星系群包括银河系、仙女座大星云、M33,还有迄今为止辨认出的大约50个矮星系。 该小组分析了由由俄罗斯天文学家伊戈尔·卡拉切谢夫(Igor Karachentsev)领导的小组利用哈勃太空望远镜对本星系群星系运动的观测。通过研究星系相对本星系群引力中心的运动,他们可以找到本星系群的引力在大尺度上让位于暗能量“反引力”效应的界限。在此界限以外的星系将向外运动,最终迷失在宇宙中。 来自阿拉巴马大学的小组成员吉恩·伯德(Gene Byrd)说:“我们发现了暗物质外流的排斥力,它与通过研究数十亿光年之外的星系所找到的相同。”他补充说,过去科学家通常会先在我们附近发现一个重要的效应,之后将其运用到更为遥远的天体上。“这次我们是从整体效应走到了局域效应上。” 星系越小,暗物质越多: 由马里兰大学的斯泰西·麦戈(Stacy McGaugh)领导的第三个小组搜寻了从大型星系团低端的矮星系到高端的星系,来寻找普通物质与暗物质的比例是否随星系尺度变化。从最小到最大,星系的质量差别有1亿倍。 确实有个显著的趋势。麦戈与他的同事发现,星系或者星系团的质量越大,其普通重子物质所占据的比例就越大。在整个宇宙以及最大的星系团中,暗物质与重子物质的比例是5比1。但是在较小的结构中,这一比例会增加,直到普通物质与暗物质相比为数甚少的矮星系。麦戈说:“对于宇宙中的每一个(较小的)天体来说,并不能解释一些普通物质,而普通物质的一大部分都存在于小型天体内。我们并不知道它们跑到哪里去了,这确实是个大问题。” 一个理论是,星系越小,就越难约束住早期超新星吹掉的气体;在引力较弱的星系中,气体逃逸到了星系际介质里。与普通物质不发生作用的暗物质并不会受超新星爆发激波的影响,因而保留了下来。 星系的增长: 由马普地外物理所的尼夫·德劳利(Niv Drory)领导的第四个小组分析了来自宇宙演化巡天(COSMOS)的300000个星系的数据,以确定在过去80亿年间星系的演化情况。该小组的目标是确定不同质量的星系在宇宙历史不同时间上的数量。如德劳利所说,“我们想了解我们邻近的星系动物园是如何形成的”。 起初星系是小而繁多的,随着时间的推移,这些小型结构并合到了一起,形成像银河系这样的大型星系。不过显然这一过程不会是简单的。该小组发现,星系质量的分布并非如猜测一般平滑:质量较小的矮星系数量急剧增加。而大型星系在质量分布图上显示为一个显著的峰。这些结果为暗物质晕并合方式随时间的演化以及反馈机制对宇宙演化的塑造(如超新星风从小型星系中赶出气体)提供了线索。德劳利说:“有了这项巡天,我们就可以将这样的演化追溯到宇宙年龄相当于今日之半的时候。”
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