打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
超新星爆发揭示了暗能量和暗物质不为人知的秘密
userphoto

2022.12.10 北京

关注

二十多年来对超新星爆炸的持续分析有力地支持了现代宇宙学理论,并重振了回答基本问题的努力。

天体物理学家对此进行了一项强有力的新分析,他们对宇宙的形成和演化提出了前所未有的最尖锐的限制。有了这个被称为万神殿(Pantheon)+的分析,宇宙学家发现自己正处于十字路口。

Pantheon +令人信服地指出,宇宙由大约三分之二的暗能量和三分之一的物质组成,其中大部分以暗物质的形式存在,并且在过去的十亿年里一直在加速膨胀。然而,Pantheon +也为这一尚未解决的扩张时间增加了巨大争议。

通过将现代宇宙学的主导理论(被称为宇宙学的标准模型)建立在更坚实的证据和统计基础上,万神殿+关闭了另一种更具解释性的框架--暗能量和暗物质的大门。两者都是宇宙学标准模型的基石,但尚未被直接发现。它们是最好的模型拼图之一。根据万神殿+的结果,研究人员现在可以进行更精确的观测测试和改进

天体物理学中心的爱因斯坦研究员狄龙·普鲁伊特说:“有了万神殿+的这些结果,我们能够对宇宙的动力学和历史设定迄今为止最精确的限制。”哈佛和史密森尼。“我们已经收集了数据,现在可以比以往任何时候都更自信地说出几个世纪以来宇宙是如何演化的,目前关于暗能量和暗物质的最佳理论更加强大。”

普鲁伊特是一系列描述新的万神殿+分析的文章的主要作者,这些文章发表在10月19日《天体物理学杂志》的特刊上。

万神殿+是基于1500多颗被称为Ia型超新星的爆炸恒星的海量数据集。然后发生了明亮的爆炸[ { ]属性= ] >白矮星--像我们的太阳这样的恒星的残余--积累了太多的质量,经历了失控的热核反应。由于Ia型超新星的光芒超过了整个星系,恒星的引爆可以在超过100亿光年的距离上被瞥见,或者可以追溯到宇宙总年龄的四分之三。考虑到

1998年,宇宙快速膨胀的革命性发现,得益于用这种方法研究Ia型超新星。科学家将这种膨胀归因于看不见的能量,因此命名为暗能量,暗能量是宇宙结构中固有的。未来十年的工作将继续收集跨越广阔时空的大型数据集,而Pantheon +现在将它们汇集在一起,进行更强大的统计分析。

2011年因发现宇宙膨胀加速而获得诺贝尔物理学奖的亚当·里斯和杰出的布隆伯格教授。约翰·霍普金斯大学(JHU)和马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所。里斯毕业于哈佛大学,拥有天体物理学博士学位。

普鲁伊特的宇宙学生涯可以追溯到他在约翰·霍普金斯大学的本科学习,在那里他得到了里斯的指导和指导。在那里,普鲁伊特与丹·斯科尔尼克(Dan Skolnick)合作,他当时是瑞斯的博士生和顾问,现在是杜克大学物理学助理教授,也是新论文系列的另一位合著者。

几年前,斯科尔尼克对大约1000颗超新星的原始万神殿进行了分析。

现在,Brout,Scolnic和他们的新团队已经在万神殿+上增加了大约50%的超新星数据点,改进了分析技术,并处理了最终导致比万神殿精度更低的潜在误差源。原始万神殿

Pruitt说:“如果没有一群杰出的学生和合作者,他们努力改进分析的各个方面,数据集的质量和我们对潜在物理学的理解是不可能的。”

从整体上看数据,新的分析发现,宇宙中66.2%似乎是暗能量,剩下的33.8%是暗物质和物质的混合物。为了更详细地了解在不同时期构成宇宙的元素,普鲁伊特和他的同事们将万神殿+与另一个尺度结合起来,这是一个强大的、独立的、互补的、可量化的宇宙大尺度结构的尺度。最接近宇宙的光,微波

“万神殿+”的另一个重要成果与现代宇宙学的主要目标之一有关:确定宇宙当前的膨胀速率,即哈勃常数。用Reiss运行的SH0ES(h0超新星状态方程)的数据组装万神殿+模型,得到了对宇宙当前膨胀速率最严格的局部测量。

Allanthion +和SH0ES共同发现哈勃常数为每秒73.4公里,不确定度为1.3%。换句话说,分析估计,在附近的宇宙中,每一个兆帕秒,即326万光年,空间本身就以每小时超过16万英里的速度膨胀。

然而,来自宇宙历史上完全不同时期的观测预测了一个不同的故事。宇宙中最古老的光测量,宇宙微波背景,当与当前的宇宙学模型相结合时,总是高估哈勃常数,其程度远远低于用Ia型超新星和其他天体物理标记进行的观测。这两种模式之间的主要区别被称为哈勃应变。

新的万神殿+和SH0ES数据集增加了哈勃的紧张气氛。事实上,这种应变现在超过了5西格玛(由于偶然性而出现的概率为一百万)的临界极限,物理学家用来区分统计概率和需要理解的东西。达到这个新的统计水平凸显了理论家和天体物理学家在试图解释哈勃常数的随机性时面临的挑战。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
宇宙的终极命运,由谁来定?
世纪之谜,宇宙中的可怕的暗能量到底是什么?
微博国际版
宇宙最大的矛盾是否暗示着“新物理”的出现?
暗物质和暗能量是不是就是空间的另一种存在形式?
科学大唠嗑:物质是什么(8)宇宙里真正的主角是谁?
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服