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哈佛天文学家对暗能量提出了新的见解

暗能量这个术语是一种诗意的比喻,用于标明黑暗物质,这种神秘的物质在宇宙中占主导地位,它占据了宇宙组成的近四分之三,但很少有人知道它,因为它不辐射光(它通过其对星系的引力影响而显露出来)。通常提到的两种解释暗能量的解释。第一个解释是像爱因斯坦曾经推测的那样,当它们相距足够远时,重力本身会使物体彼此排斥(他把这个“宇宙常数”项加入他的方程式)。第二个解释假设(基于我们目前对基本粒子物理学的理解),真空具有为宇宙膨胀提供能量的特性。

有人把暗能量称之为宇宙的动力,因为宇宙的膨胀速度由于暗能量产生的排斥压力而加速,并且速度越来越快。六年前暗能量为他们的发现者赢得了诺贝尔奖,从那时起,科学界一直致力于解读它的性质,毫不奇怪,暗能量背后的秘密隐藏有关于宇宙的起源和目的地的重要线索。

暗能量的发现是宇宙学历史上的一个真正的转折点,虽然它的本质是未知的,但是已经知道它是空间本身固有的,并且除了重力之外它与任何东西相互作用都是相反的。

研究宇宙膨胀的不同方法产生的结果略有不同,包括宇宙的年龄。在一项新研究中,哈佛史密森天体物理中心的天文学家已经计算出,如果驱动宇宙加速膨胀的暗能量在时间上不是恒定的,那么这些差异可以调和。

宇宙学已经成功地使用了暗物质和暗能量的相对论方程来解释关于宇宙微波背景,星系的宇宙分布和其他大规模宇宙特征的越来越精确的观测。但是,随着观察结果的改善,出现了一些明显的差异。最引人注目的是宇宙的年龄:从普朗克卫星数据推算出的测量与Baryon声学振荡实验的测量结果差不多有10%的差异。前者依赖于宇宙微波背景的远红外和亚毫米测量,后者则依赖于可见星系的空间分布。

CfA天文学家丹尼尔·爱森斯坦(Daniel Eisenstein)认为,如果暗能量不是恒定的,这两种方法可以对宇宙结构的不同成分进行取样。科学家将复杂的统计技术应用于相关的宇宙学数据集,并得出结论,如果暗能量项随着宇宙的膨胀而略有变化(尽管仍然受到其他约束),那么就可以解释这个差异。这种变化的直接证据将是一个巨大的突破,但目前还没有获得。

该团队的主要新实验之一 - 暗能量光谱仪(DESI)的调查可以解决这个问题。它将映射宇宙中二千五百万个星系,在大爆炸几十亿年后才能达到对象,预计在2020年中期的某个时候完成。

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