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哈勃恒定的差异有烦恼的天文学家 - 美国宇航局的罗马空间望远镜可以帮助解决难题

2021-12-14 15:50:36来源:

以前称为WFIRST,罗马空间望远镜是WFIRST,罗马空间望远镜是NASA天文台,旨在执行近红外(NIR)天空的宽野成像和调查。

哈勃常数的差异,描述了宇宙扩大的快速,多年来拥有烦恼的天文学家。预测早期宇宙的观察值的价值观根本与现代宇宙的测量不符。由于不同的研究小组继续使用各种方法继续找到不匹配的值,因此,谜团正在增长更加令人费解,使这一目标成为宇宙学中最活跃的主题之一。

美国宇航局的罗马太空望远镜将帮助解决比以往任何时候都更精确地探索问题的分歧。它将追踪宇宙的扩张历史,帮助我们了解到如何从宇宙历史的一些最早的阶段改变到今天。

特派团还将使用多种技术来帮助确定差异是否是测量误差的结果,或者天文学家是否需要调整他们从中获得预测的理论。无论哪种方式,哈勃恒定拼图表明我们宇宙图片中缺少一些东西。

哈勃的“不变”

自20世纪初以来,我们改变了我们对宇宙的看法。我们了解到,我们的银河系只是许多人之一,星系互相竞走,宇宙的扩张正在加速。这些发现取决于美国天文学家Henrietta Leavitt的重要发现。

1908年,Leavitt发表了一个发现她关于某种类型的星星,称为Cepheid变量的发现。Cepheids周期性地发光和暗淡,Leavitt注意到星星的亮度之间的关系以及它波动的迅速。这使得距离计算可能是因为天文学家可以比较恒星的实际,已知的亮度,以达到地球上所出现的亮度。

这种哈勃太空望远镜序列侧重于V1 - 通过使大型宇宙距离可靠的测量来改变现代天文学的过程。它位于安德罗姆德省Galaxy(M31),距离250万光年。

使用这些信息,美国天文学家Edwin Hubble确定了与以前被认为是星云的天空中的几个脏斑的距离 - 星星之间发现的巨大的天然气和尘埃。他测量了一些远远超出了我们的银河系的边缘,这证明他们并不是他们自己的整个星系的所有星云。

哈勃在1924年分享了这一发现,其次是1929年的同样令人震惊的公告 - 具有很少的例外情况,星系是彼此远离的。这一结果是由比利时数学家和天文学家在1927年的乔治·莱姆·莱梅尔·莱姆·莱姆的预测,然而当时没有观察证据是正确的。

虽然几乎每个人以前认为宇宙是静态的,但哈勃显示它实际上通过发现银河系之间的距离和红移之间的链接实际上扩展。当源远离观察者时,光线被变红,变红(或红移)的程度告诉我们它的后退程度。事实证明哈勃的“常量”并不常态 - 它随着时间的推移而变化。

每次Megaparsec(MPC,约326万光年),使用各种技术使用各种技术的测量值为大约70至76公里。因此,一个MPC离开的物体将远离我们的70-76公里/秒,这对象两国MPC距离将达到140-152公里/秒,等等。

天文学家预计随着它们的测量而缩小的价值范围。但是发生了什么,这是每种技术都在略有不同的价值。

例如,使用Cepheids和Hubble Space Telescope的最佳当前结果来自SH0ES团队,该团队测量了约73.5 km / sec / mpc的值。然而,基于红色巨星的最近测量值表示值为70-72 km / sec / mpc。

霍布尔恒定预测和测量之间的分歧表明我们的测量技术或我们宇宙模型的缺陷。罗马空间望远镜将帮助我们出局。

测量有一个共同点的一件事是他们都显着高于模型的预测,基于宇宙如何超过130亿年前出现的模型。早期宇宙的测量预测了大约67.4 km / sec / mpc的哈勃恒定值。

“我们不确定我们在本地测量和早期宇宙数据之间看到的差异是由于目前未知或低估的不确定性,或者是否是指导我们标准模型之外的新物理,”大学温迪自由人士说芝加哥。“无论是张力解决,它对宇宙学非常重要!”

预测的霍布尔常数值来自欧洲航天局普朗克卫星的宇宙学和测量的标准模型。该模型从几十年的研究中建立了很好的成立,并且其霍布尔恒定预测由普朗克结果支持,但是测量表明宇宙扩展得比预期的速度快。近年来,这种冲突令人困惑。

“哈勃恒定的差异一直在增加,提高了我们对我们对宇宙的理解有趣的可能性,”Sh0es团队领导亚当·亚当·亚当·亚当·亚当·赫尔的摩科学研究所

进一步深化谜团,来自SH0ES团队的数据降低了差异的可能性,即在100,000中的侥幸到1。

所以我们的各种测量技术都有问题,或者我们的理论模型是如何发展的。也许他们都需要一点调整。

罗马空间望远镜加入磨损

随着它的大视野和与哈勃太空望远镜相同的质量分辨率,科学家将收集宝贵数据的宝库。特派团将使用几种不同的测量技术来测试早期和现代期间之间的宇宙学的标准模型,每种方法都会交叉检查其他方法。这可以揭示差异是否从缺陷的测量结果中出现,或者至少在为什么不同的方法上提出不同的值时脱掉一些光线。

通过其专门的超新星和高吊桥星系的调查,特派团还将追溯宇宙的扩张几乎所有的宇宙历史。它将有助于填补早期宇宙之间的差距(导致预测的霍布尔恒定值来自的理论模型来自)和相对近代的时间(测量来自哪里)。

此外,罗马空间望远镜将使我们能够了解有关暗物质和黑暗能量的更多信息,这是我们不理解的当前宇宙学模型的两个关键组成部分。更多关于这些奥秘的更多信息可能导致我们的宇宙模型调整,这可以通过预测更靠近科学家实际测量的更高价值来缓解哈勃不断的张力。

虽然哈勃恒定预测和测量之间的差异可能看起来足够小,但它们突出了我们对宇宙的理解中的一个主要差距。随着罗马空间望远镜探讨宇宙的扩张和发展历史,并解决了一些最大的谜团,它将让我们更接近理解宇宙和我们的地方。