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暗物质和暗能量可能真的存在!是有多神秘?

发布时间:2018-07-22 09:53:57  作者:漫步宇宙  来源:漫步宇宙  阅读:427

      暗物质和暗能量神秘莫测,难以捉摸,但它们可能真实存在。欧洲航天局官员7月17日宣布,“普朗克”任务的最终数据再一次验证标准宇宙模型,而暗物质和暗能量正是标准模型的重要组成部分。2009年至2013年,“普朗克”卫星对最古老的宇宙光线进行细节空前的观测。
    暗物质和暗能量可能真的存在!是有多神秘?
      “普朗克”卫星观测到的宇宙微波背景
      “普朗克”卫星的最终数据再次证实标准宇宙模型。欧洲航天局“普朗克”项目科学家加恩•塔博尔表示:“这是‘普朗克’任务留给我们的一份最重要的遗产。迄今为止,标准宇宙模型经受住了所有考验。‘普朗克’的观测数据再一次验证了标准模型。”
      观测远古光线
      与美国宇航局此前的两项太空任务一样——“宇宙背景探测者”卫星和威尔金森微波各向异性探测器——“普朗克”卫星也对宇宙微波背景(CMB)进行研究。大爆炸后大约38万年,CMB开始在宇宙内传播。很久之后,第一批恒星才开始形成。观测到的CMB微小波动证明,宇宙内的大型天体从“种子”开始,逐渐发育长大。因此,对CMB进行研究能够揭示关键线索,了解宇宙的幼年时代。
    暗物质和暗能量可能真的存在!是有多神秘?
      欧航局的“普朗克”卫星
      这项工作成果斐然。2013年3月首次公布的“普朗克”观测数据显示,宇宙已经138.2亿岁,比此前预计增加了近1亿岁。此外,“普朗克”的观测还为宇宙膨胀论提供了强有力的支持。该理论认为在大爆炸后不到一秒钟,宇宙以超光速膨胀。
      2013年公布的观测发现只依托“普朗克”的CMB温度测量数据以及最初两次巡天获取的数据——总计进行8次巡天。2015年,也就是第二次公布的数据结合了温度测量结果和CMB偏振(光振)观测结果,涵盖“普朗克”卫星获取的所有类型数据。
    暗物质和暗能量可能真的存在!是有多神秘?
      艺术概念图,银河系的暗物质蓝色光晕
      2015年公布的结果与两年前保持一致,同时向宇宙学领域的大图景进一步迈进。但任务组当时强调,“普朗克”的观测结果仍是初步发现,需要进一步验证。塔博尔说:“我们觉得某些偏振数据的质量不够好,不足以用于宇宙学研究。”
      随着最终数据的公布,这种情况发生改变,因为最终数据是对“普朗克”观测结果进行最新处理后得出的。此次公布的研究成果包括9篇论文,全部递交《天文学&天体物理学》杂志。感兴趣的读者可以登录欧航局的“普朗克”任务出版物网页,浏览这些论文以及与2013年和2015年公布的数据有关的论文。
    暗物质和暗能量可能真的存在!是有多神秘?
      星系团Abell 1689,以引力透镜效应著称。对这个星系团进行研究有助于科学家揭示暗能量如何塑造宇宙
      意大利费拉拉大学的莱诺·马多勒希在声明中指出:“我们现在充满信心。除了仅仅利用温度数据或者偏振数据来验证标准宇宙模型,我们还‘双管齐下’来验证这个模型。标准模型经受住了所有考验。”马多勒希是“普朗克”低频仪器项目的首席研究员。“普朗克”卫星共携带两种仪器,另一个是高频仪器。
    暗物质和暗能量可能真的存在!是有多神秘?
      星系团大碰撞。子弹形气团(右)来自其中一个星系团,穿过另一个较大星系团的炙热气体。蓝色区域为暗物质
      根据标准模型,宇宙由我们看得见,摸得着的正常物质以及暗物质和暗能量构成。暗物质既不吸收,也不反射阳光,因此不可能直接探测到。暗能量是一种神秘莫测的能量,可能加速宇宙膨胀。在宇宙的物质-能量总量中,正常物质的比重最小,只有不到5%。暗物质和暗能量究竟是什么?现在仍是一个未知数。对于暗物质的主要成分,物理学家提出了几十种潜在粒子,但所有这些都停留在假设层面。
    暗物质和暗能量可能真的存在!是有多神秘?
      哈勃常数测量数据
      宇宙膨胀之谜
      “普朗克”的观测数据能够帮助天文学家缩小宇宙膨胀率的范围,这个值被称之为“哈勃常数”。根据“普朗克”卫星对早期宇宙的观测,哈勃常数为67千米/秒/百万秒差距。1秒差距大约相当于3.26光年。不过,这个数值远未被证实,同时与其它方式测得的哈勃常数存在差异。根据美国宇航局的哈勃太空望远镜和欧航局的“盖亚”卫星对相对较近天文现象进行的观测,哈勃常数为73.5千米/秒/百万秒差距。研究人员表示差距似乎很小,但失之毫厘,谬以千里。
    暗物质和暗能量可能真的存在!是有多神秘?
      大爆炸后宇宙迅速膨胀
      “普朗克”低频仪器项目副首席研究员、意大利米兰大学的马克·伯萨奈利在声明中指出:“目前尚没有一个令人满意的天体物理学解决方案,能够解释这种差异。也许,存在某种新的物理学,等待我们去发现。”
      塔博尔表示:“对于发现新的物理学,我们不应表现得过于兴奋。这种小幅差异或许可以用一系列小误差和局部影响加以解释。我们需要不断改进测量数据,同时思索更理想的方式,来解读这种差异。”