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诺贝尔物理学奖研究表明宇宙正在加速膨胀(图)(引用)  

2012-06-12 21:36:10|  分类: 天文学习 |  标签: |举报 |字号 订阅

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诺贝尔物理学奖研究表明宇宙正在加速膨胀(图) - 科学探索 - 探索发现|宇宙奥秘|自然地理

2011年度诺贝尔物理学奖由索尔·佩尔穆特 、布赖恩·P·施密特和亚当·G·里斯分享,以表彰他们观测Ia型超新星,并发现宇宙在加速膨胀。这一研究,正是为了探索宇宙的未来。通过诺贝尔官方网站发布的2011年诺贝尔奖面向公众的新闻稿,我们可以了解到这一奖项的成 果:为什么说宇宙在加速膨胀,又是谁在加速宇宙膨胀。
  这项研究已进行了十多年,早在1998年他们已观测到一些数据发现宇宙正在加速膨胀,其后他们仔细研究了几十颗遥远星系之中被称为“超新星”的爆炸恒星,最终得出了宇宙正在加速膨胀的结论。宇宙膨胀的这种加速度暗示,在蕴藏于空间结构中的某种未知能量的推动下,宇宙正在分崩离析。
  其实对这些获奖者而言,这项发现也完全出乎意料。他们所发现的现象,就好比是把一个小球抛向了空中,没有看到它落回来,反倒看着它越来越快地上升,最终消失在了空中,仿佛引力无法逆转小球上升的轨迹一般。类似的事情似乎正发生在整个宇宙当中。
  “红移”现象发现宇宙膨胀
  20世纪20年代,美国加利福尼亚威尔逊山上,当时世界上最大的望远镜投入了使用,天文学家终于证明,几乎所有星系都在远离我们。他们研究出一种“红移”现象,并得出结论:星系不光在离我们而去,彼此之间也在相互远离,而且距离越远,逃离的速度就越快———这被称为“哈勃定律”。也就是说,宇宙在膨胀。
  同时科学家得出了今天的标准宇宙学观点,即宇宙诞生于大约140亿年前的一场大爆炸。时间和空间都起始于那一时刻。


  “超新星”成为宇宙新标尺诺贝尔物理学奖研究表明宇宙正在加速膨胀(图) - 科学探索 - 探索发现|宇宙奥秘|自然地理
  根据已知的万有引力论,人们一直认为“宇宙正在减速膨胀”。因此今年获诺贝尔奖的的两个研究团队,本来只是想了解宇宙最终“浓缩”后的结果,会导致怎样一种消亡。
   他们采用跟60多年前天文学家所用的方法———给遥远的恒星定位,并测量它们如何运动。结果发现那些星球越来越远,宇宙标尺必须延长才有测量的可能。于是“超新星”,也就是爆炸的恒星,成了新的“烛光”测量标准。
  这种“超新星”其实是不断吸取周围星球的气体的恒星,最终自身爆炸,便成为一颗“超新星”。它在短短几星期之内,发出的光足以与整个星系相抗衡。在久远的未来,太阳也会变成一颗“超新星”。在整个可观测宇宙之中,大概平均每分钟会爆发10颗“超新星”。只是宇宙太过巨大,一个典型星系平均每1000年才会出现一到两颗“超新星”爆发。
  佩尔穆特等人利用高科技发明———光敏数码成像传感器CCD来观测“超新星”,并测量它的“红移”速度和亮度。这个过程相当艰难。但科学家们最终得出了惊人但却相同的结果:他们发现了大约50颗遥远的“超新星”,它们的星光似乎比预期的要暗。于是他们最终得出结论:宇宙膨胀不是减速,而是加速。
  “暗能量”正在抢地盘
  宇宙膨胀不仅正在加速,而且已经偷偷加速了几十亿年。这种加速如今被认为是由某种“暗能量”驱动的。这种“暗能量”起初只占宇宙的一小部分,但随着宇宙物质在宇宙膨胀过程中逐渐被稀释,这种暗能量如今已占据了宇宙成分总含量超过70%。它的本质却仍然是谜,或许仍是当今物理学面临的最大谜题。
  科学家认为,这种“暗能量”一定来自于一种能够产生斥力的物质。也许,它可能根本就不是常数,会随时间变化。又或许一种未知的力场只是偶尔产生了暗能量。
  但因为“暗能量”仍在逐渐“强大”,预言宇宙未来会如何,成了一件不可能完成的任务。也许膨胀永远加速下去,未来将是一望无际的黑暗和孤独。也许时空逐渐扭曲,就连原子都不能避免被撕碎的命运。

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