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科学家首次用类星体进行重子声波振荡测量

2017-05-23 11:14
科技潮人
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近日,世界最大星系巡天eBOSS国际科学合作组发现了显著的重子声波振荡信号,并实现了首次用宇宙深处的类星体进行的重子声波振荡测量,证实了宇宙在加速膨胀。

eBOSS国际合作组星系成团性工作组联合组长、中科院国家天文台研究员赵公博22日介绍,这是首次利用宇宙深处的类星体进行的重子声波振荡测量,并在超新星、宇宙微波背景辐射观测之后,获得了暗能量存在的又一独立证据,这也再次证实了宇宙在加速膨胀。

1929年,美国天文学家哈勃发现大多数星系的光谱存在红移现象,表明这些天体在逐渐后退远离我们,意味着整个宇宙处于膨胀状态。这一发现在当时震惊世界,让千百年来认为“宇宙为静态”的观点被打破。

“哈勃发现的是一种时空膨胀效应。”赵公博说,“引力效应只能让宇宙减速膨胀,而科学家假设了一种能推动宇宙加速膨胀的未知神秘力量,称之为暗能量。它具有负压强,能使时空在宇宙学尺度上加速膨胀。”

科学家首次用类星体进行重子声波振荡测量

要确定宇宙的膨胀是加速还是减速,就要测量遥远天体的距离和红移关系。天文学上常用的测距方法,是通过测量天体的亮度来推断距离,这要选取具有绝对亮度的天体作为标准。由恒星演化到最后发生爆炸而形成的超新星可以担任这个角色。其爆发时亮度能与整个星系相比拟,从很远的距离外都能观测到。1998年,由美国、澳大利亚科学家领导的两个研究小组,几乎同时在超新星观测中发现了暗能量存在的证据,以此获得了2011年诺贝尔物理学奖。

除了超新星,大尺度星系巡天是开展宇宙学研究的重要探针。2015年至今,赵公博领导eBOSS国际合作组顺利完成了类星体巡天观测和数据处理,以及暗能量等宇宙学前沿问题研究,证实了利用红移类星体开展宇宙学研究的可行性与优势,为后续类星体、亮红星系以及发射线星系巡天奠定了基础。该项目受到国家自然科学基金委员会和中国科学院“宇宙结构起源”先导B类专项的支持。

类星体是由超大质量黑洞驱动的高光度天体,当物质和能量落向其中心的黑洞,温度会升高并放出耀眼的光辉,在地球上用2.5米直径望远镜就能观测到。“几乎在整个宇宙空间中,我们都能看到类星体。它们是绘制目前为止最大宇宙图像的理想天体。”eBOSS星系成团性工作组负责人之一阿什利·罗斯说。

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