引力波或将解决哈勃常数难题 甚至揭示宇宙命运

发布时间:2022年06月18日

       一项新的研究表明, 科学家们可能很快就能通过分析由死星在时空结构中产生的涟漪(称为引力波)来解开宇宙膨胀速度之谜。问题, 如果你足够幸运的话。研究人员说, 这项新研究还可以揭示宇宙的最终命运。宇宙自 138 亿年前诞生以来一直在膨胀。为了测量宇宙当前的膨胀率, 科学家们需要确定哈勃常数, 它可以推断出宇宙的年龄及其当前状态的详细信息。他们甚至可以利用哈勃常数来试图了解宇宙未来的命运, 比如它是否会永远膨胀, 或者崩溃或分崩离析。科学家主要使用两种方法来测量哈勃常数。一种是监测附近的天体并估计它们的距离, 从而推断出宇宙的膨胀率。科学家们已经对这些天体的特性有了很多了解, 例如超新星爆炸和造父变星等脉动变量。另一种方法是关注宇宙微波背景辐射, 即大爆炸事件遗留下来的辐射。通过分析宇宙微波背景辐射随时间的变化, 可以计算出宇宙膨胀的速度。然而, 这两种方法在哈勃常数的值方面产生了两种不同的结果, 因此宇宙膨胀率也不同。宇宙微波背景辐射数据显示, 目前宇宙正在以每 326 万光年约 67 公里的速度膨胀, 而来自超新星和造父变星的数据显示, 宇宙正在以每 326 万光年 73 公里的速度膨胀。每 326 万光年第二。公里。这这种差异表明标准模型宇宙学科学家可能对宇宙的结构和历史有误。如果这场被称为哈勃常数冲突的争论能够得到解决, 它可能会为宇宙的演化及其最终命运提供新的线索。在这项新研究中, 物理学家指出, 未来引力波研究的数据可能有助于解开这个谜题。
       纽约熨斗研究所(研究分析程序和算法的非营利研究组织)的天体物理学家斯蒂芬·菲尼说:“哈勃常数冲突是我们当前宇宙模型的不一致, ”研究的主要作者斯蒂芬·菲尼说。 , 纽约熨斗研究所的天体物理学家, 这是一个研究分析程序和算法的非营利性研究组织。最明显的完整性暗示, 但在 5 到 10 年内,

这个难题有望得到解决。根据爱因斯坦的广义相对论,

引力是质量扭曲时空的结果。当任何有质量的物体移动时, 它会产生以光速传播的引力波, 沿途拉伸和挤压时空。引力波是如此微弱, 以至于直到 2016 年科学家们才发现引力波的证据。2017 年, 科学家们发现了中子星碰撞产生的引力波。中子星来自在超新星爆炸中死亡的恒星残余。如果恒星残骸的质量不足以坍缩成黑洞, 它们最终会变成中子星。中子星之所以得名, 是因为它们的引力足以将质子和电子挤压在一起形成中子。与黑洞不同, 中子星会发出可见光, 它们的碰撞也是如此。这些碰撞产生的引力波被称为标准警报(standardsirens), 可以帮助科学家确定它们与地球的距离;碰撞产生的光有助于确定它们相对于地球的移动速度。
       使用这两组数据, 研究人员能够计算出哈勃常数。根据 Feeney 及其同事的估计, 在未来 5 到 10 年内分析大约 50 次中子星碰撞可能会产生足够的数据来确定哈勃常数的测量值。然而, 这一估计还需要取决于中子星碰撞发生的频率。中子星合并的发生率存在相当大的不确定性。毕竟, 到目前为止, 我们只观察到了一个, Feeney 说。如果我们非常幸运地看到了一个, 并且合并事件比我们想象的要少得多, 那么观察就足够了。解释哈勃常数冲突的中子星合并事件需要的时间比我们在文中说的要长得多。 Feeney 说, 引力波最终可能支持哈勃常数的一个值而不是另一个值, 但它也可能导致第三个值。
       如果发生这种情况, 它可能会导致对超新星、造父变星或中子星行为的新见解。该研究的详细信息发表在 2 月 14 日的《物理评论快报》上。(任天堂)

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