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宇宙到底有多老

2020-07-21 中国科学报 冯维维
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宇宙大爆炸 图片来源:Andrea Danti

  宇宙到底有多老?天体物理学家对这个问题已经争论了几十年。近年来,新的科学测量表明,宇宙的年龄可能比之前估计的约138亿年要小数亿年。

  现在,一个国际天体物理学家团队发表的一系列论文表明,宇宙大约有138亿年的历史。科学家利用智利阿塔卡马宇宙学望远镜(ACT)获得的发现与普朗克卫星测量的同样古老的光数据相吻合。

  ACT研究团队由来自7个国家41个机构的科学家组成,其中包括美国纽约州立大学石溪分校教授Neelima Sehgal带领的物理与天文学团队,该团队在分析宇宙微波背景(宇宙大爆炸的余辉)的工作中扮演了重要角色。

  “在石溪分校领导的研究中,我们正在消除时空对图像的磨损和扭曲,把宇宙的‘婴儿照片’恢复到最初的状态。”论文共同作者Sehgal解释说,“只有看到这张更清晰的宇宙照片,我们才能更全面地了解宇宙是如何诞生的。”

  2019年,一个测量星系运动的研究小组计算出,宇宙比普朗克小组预测的要年轻数亿年。这种差异表明,可能需要一种新的宇宙模型,并引发了人们对其中一套测量方法可能不正确的担忧。

  宇宙的年龄也揭示了宇宙膨胀的速度,这个数字由哈勃常数量化。ACT的测量结果表明,哈勃常数为每秒67.6公里/百万秒差距。这意味着,由于宇宙膨胀,一个距离地球100万秒差距(约326万光年)的物体正在以每秒67.6公里的速度远离地球。这个结果几乎与普朗克卫星小组之前估计的每秒67.4公里的百万秒差距完全一致,但比通过测量星系得出的每秒74公里的百万秒差距要慢。

  在arXiv.org上发表的另一篇论文的第一作者、康奈尔大学的Steve Choi说:“我对任何一个特定值都没有特别偏好——不管怎样,它都会很有趣。我们发现一个膨胀速率正好符合普朗克卫星小组的估计。这让我们更有信心测量宇宙中最古老的光。”

  随着ACT继续进行观测,天文学家将对宇宙微波背景有更清晰的了解,也会对宇宙起源时间有更确切的了解。ACT团队还将仔细检查这些观测结果,寻找不符合标准宇宙学模型的物理迹象。这种奇怪的物理学可以解决由宇宙微波背景的测量和星系运动所产生的对宇宙年龄和膨胀率预测之间的分歧。

打印 责任编辑:侯茜
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