一个被称为Abell 2744系统的合成图像星系团碰撞,被称为潘多拉星团。蓝色是一张根据哈勃太空望远镜、甚大望远镜(VLT)和斯巴鲁望远镜的数据显示总质量浓度(主要是暗物质)的地图。来源:uux.cn美国国家航空航天局

(神秘的地球uux.cn)据《大众科学》(汤姆·霍金):自20世纪初以来,我们就知道宇宙在膨胀。然而,它究竟以多快的速度扩张,仍然是一个棘手的问题。到目前为止,我们对宇宙的理论理解预测的膨胀率比我们根据实际观测计算的速度慢约8%。这种差异被称为哈勃张力,其背后的原因是物理学中一个悬而未决的重大问题。
最明显的潜在解释是我们的测量不准确。然而,12月9日发表在《天体物理学杂志》上的一篇新论文通过将哈勃太空望远镜的数据与詹姆斯·韦伯太空望远镜的新观测结果进行交叉检查,进一步验证了我们现有的观测结果,并发现两者几乎完全一致。
什么是哈勃常数,我们如何测量它?
宇宙膨胀的速率表示为哈勃常数,通常缩写为“H0”。我们宇宙的一个怪癖是,它的膨胀率随着距离而变化——物体离我们越远,它离我们的速度就越快。为了反映这一事实,常数以千米每秒每兆秒差距(km/s/Mpc)为单位表示,兆秒差距是一个相当于大约30万光年的距离单位。
我们对宇宙最好的理论模型,λ/冷暗物质模型(“∧CDM”),预测H0的值为67-68 km/s/Mpc。然而,我们的观测结果显示H0约为73 km/s/Mpc。那么,发生了什么事?
为了理解这一点,我们首先需要了解H0是如何测量的。科学家们通过研究遥远的物体——恒星、星系、超新星——并计算出a)它们有多远,b)它们离我们有多快。
攀登宇宙距离阶梯
第一步是能够计算出遥远物体离我们有多远,而计算宇宙距离很少是一项简单的任务。正如该论文的合著者之一李思扬悲伤地说:“我们的很多工作都涉及到测量星系的距离,这是天文学中非常困难的事情之一。”

李解释说,为了进行这些计算,天文学家使用所谓的“宇宙距离阶梯”。阶梯从距离地球约1000秒差距内的物体开始,我们可以用简单的三角法计算它们的距离。李说,对于更遥远的物体,“我们真的需要两条信息。一条是视星等:这颗恒星在地球上看起来有多亮?另一条是这颗恒星的固有亮度:它的固有亮度是多少?”
这两个值之间的差异是距离的函数:物体离得越远,它看起来就越暗。(想象一下,从灯发出的光线球体在扩大;如果你靠近灯,许多光线会到达你,但随着你越来越远,越来越多的光线会错过你。)这两个数值与物体的距离之间有一个相对简单的关系,所以如果我们有两条这样的信息,我们可以计算第三条。
这很有用,因为有一些类别的物体——被称为“标准烛光”——都有相同的固有光度。(例子包括1a型超新星,沿着一类被称为造父变星的恒星。)一旦我们确定了一类标准烛光的固有光度——一个被称为校准的过程——我们就可以利用这些信息计算出与距离太远而无法直接计算的类似物体的距离。然后,可以对另一类标准蜡烛重复该过程。
一旦我们知道一个物体有多远,我们需要的第二条信息就是它离我们有多快。随着宇宙的膨胀,来自这些物体的光到达我们的时间越来越长,它的波长被它所穿越的不断膨胀的时空拉伸。这种现象被称为“红移”,如果我们能计算出给定物体的光红移了多少,我们就可以计算出物体远离我们的速度。
计算哈勃常数
一旦我们掌握了这两条信息,哈勃常数的实际确定就相当简单:速度和距离由方程v=H0d联系起来,其中v是速度,d是距离,H0是哈勃常数。
如果我们对大量遥远的物体进行这种测量,我们可以将哈勃常数定为一个更精确的值。当然,要做到这一点,测量结果的正确性至关重要。我们关于遥远天体的大部分信息来自哈勃太空望远镜,该望远镜花了几十年的时间积累数据,詹姆斯·韦伯太空望远镜的发射为交叉检查这些数据提供了一个受欢迎的机会。
这也为研究开辟了新的可能性,正如该论文的主要作者、2011年诺贝尔物理学奖获得者亚当·里斯(Adam Riess)对哈勃张力的研究所解释的那样:“JWST在近红外波段具有更好的分辨率和灵敏度。哈勃在较蓝的波长上表现更好。哈勃最大的优势是它在那里的时间更长,因此拥有更多的数据,[但]一旦JWST有足够的数据,它可能会超过哈勃——或者它们可能会被联合用于研究[哈勃]张力。”
目前,JWST的结果与现有数据几乎完全相关,提供了更有力的证据,证明问题不在于我们测量的准确性。里斯说,在这种情况下,问题可能在于理论。他说:“如果不能发现测量中的缺陷,模型中出现缺陷的可能性就会越来越大。”

什么是∧CDM模型,为什么它预测了不同的哈勃常数?
顾名思义,∧CDM模型基于两个基本概念:宇宙常数(用希腊字母“∧”表示)和冷暗物质的存在。宇宙常数表示空间本身的内在能量,即目前估计约占宇宙能量68%的神秘“暗能量”。与此同时,“冷暗物质”代表了我们对同样难以捉摸的暗物质的最佳理解,暗物质占宇宙能量的27%。(构成恒星、行星和人类的普通老物质只占区区5%。)
暗能量和暗物质的概念不是任意的——暗物质的存在可以从它对星系自转的影响中推断出来,暗能量是宇宙持续膨胀所必需的。∧CDM模型中的版本反映了这些事实,也与我们对宇宙微波背景的观测相关联,宇宙微波背景是大爆炸的剩余辐射。
Riess说:“基本上,∧CDM预测了大爆炸后宇宙中物质/温度波动的物理大小。CMB用于测量这些波动的角度大小,并将两者进行比较,从而校准哈勃常数。”
然而,很明显,哈勃望远镜张力持续存在的问题表明,有些事情是不对的。里斯或李是否怀疑问题的根源在哪里?里斯说:“黑暗领域的一些东西。”。“[要么]有趣的暗能量,要么有趣的暗物质。”
李对此表示赞同,并补充说,他怀疑我们对前者的不完全理解可能是哈勃望远镜张力的根源:“就暗物质本身而言,我们知道它就在那里,我们可以建立模型来预测星系的行为——旋转和类似的东西。但就暗能量而言,有太多的可能性,以至于没有一种确切的替代方案可以完全适用……我们对暗能量知之甚少,我们仍在发现和学习。”
地球上最早的智慧物种可能不是人类,不止人类一个文明
宇宙中有没有外星人,这个还没有直接的证据,但科学家们却坚信:外星人是真实存在的。宇宙中,地球只不过是一个很普通的行星,如此普通的行星都能诞生人类,那其它的星球也肯定会诞生文明。 地球自形成到现在已经有46亿年的历史,这在宇宙中已经算是中青年了,而人类出现在地球到现在还很短,那么地球上如此漫长的时间里,难道就存在过人类这一个文明吗? 考古学家在地球上发现了远古时期的核反应堆,以及一些存在了几十亿年的人工隧道,这些隧道及一些远古时期就出现过的文明建筑,让科学家猜测,地球曾在22亿前是被一个高级文明统治着。 在22亿年前,当时地球上抵达了一批来自地外星球的高级文明,而这那时候,他们就被地球的舒适的气候所吸引,并且在这样的大环境下,开始有着准备在地球上定居的想法,于是就在地球上开始打造出很多稀奇古怪的建筑。 直到最后,这些高级文明离开地球之后,只能够通过这些建筑去寻找回原先失落的文明。 还有一种说法就是地球诞生的46亿年里,人类出现之前,曾出现过几代文明。科学家称之为史前文明。 史前文明的说法由来已久,而考古发现的几十亿年前的核反应堆,人工隧道等或许就是史前文明的产物。 而地球上出现过的最发达的文明可能就是地球形成不久后的第一代史前文明,这个文明的发展历史远超人类。 有一种假设,22亿前,地球诞生了文明,这个史前文明发展的历程和人类一样,先后经过了原始社会,封建社会。后来也是几次工业革命,走出了地球,开始探索宇宙。 随着史前文明科技的快速发展,地球的能源已经不够文明发展的需求了,这个时候,史前文明已经有了可以远航的星际飞船,于是史前文明就做了一个决定,带着所有的生命离开了地球,踏上了星际移民路程,向着银河系的中心而去。 一路航行,一路发展,史前文明的科技也在快速发展,经过数十万年的历程,终于到达了银河系的中心,后来又经过无数年的发展,史前文明已经成为了银河系真正的霸主,已经是老牌的高级文明。 史前文明离开后的,地球又经过20多亿年的发展,人类出现了,又开始了新的轮回。这个猜测虽然有些大胆,但也不一定就不可能,毕竟几十亿前的事,也没有直接表明谁对谁错,都是一种猜测。 或许当人类的文明再经过几十万的发展,能够踏遍宇宙的各个角落,也能够到达银河系的中心,见到各种各种样的文明种族,或许会对地球的历史有新的了解。 随机文章谁是美国第一位女性银行创始人和总裁?朱元璋扮乞丐在路边要饭!回朝后直接怒斩5位一品大臣意大利卡普里岛蓝洞,蓝色的水洞美哭了(不去是遗憾)未来的中国600吨重型运输机,超越美俄成空中巨无霸薛定谔把妹法方程详解,成功率超55%的科学追女生法迷案在线 mazx.cn本站内容大多收集于互联网,内容仅供娱乐,并不代表本站观点,如果本站内容侵犯了您的权益,敬请联系网站管理员,我们将尽快回复您,谢谢合作!
盘点世界上最出名的十个光棍,地球人都认识
每年的11月11日是光棍节,是一种流传于年轻人的性节日,以庆祝自己仍是单身一族为傲(“光棍”的意思便是“单身”)。殊不知有一些伟人也是光棍,但他们功高至伟却孤独一生。 柏拉图(Plato),他是著名的古希腊哲学家,雅典人,他的著作大多以对话录形式纪录,并创办了著名的学院。柏拉图是(Socrates)的学生,也是亚里士多德(Aristotle)的老师,他们三人被广泛认为是西方哲学的奠基者,史称“西方三圣贤”或“希腊三哲”。 柏拉图是“精神恋爱”的鼻祖。认为男女之间的爱慕为世间最高级的情感形态。他还是最早的共产主义分子。81岁的时候,在一次婚宴上兴高采烈之际溘然长逝。 达芬奇(Leonardo di ser Piero da Vinci)是意大利著名画家、科学家,与(Raffaello Santi)、(Michelangelo Buonarroti)并称意大利三杰之一,也是整个欧洲文艺复兴时期的代表之一。 达芬奇是一个百年难遇的天才,24岁的时候,曾被指控与男子有暧昧行为,遭其否认。1519年病逝于法国。但其“同志”的身份,基本已被后人公认。 伊丽莎白一世(Elizabeth I)是都铎王朝最后一位君主,也是16世纪名义上的法国女王。 年轻漂亮而且开朗的伊丽莎白一世25岁就走上了英格兰之巅。只是不幸的是,她为了巩固王位,于当时的强国西班牙与法国之间,放弃了婚姻。最后以处女的身份绝后而终,换来的是大英帝国的崛起。 牛顿(Isaac Newton)的一生,几乎没有亲近女色的记录,他孤独地走完伟大的一生,晚年在宗教中寻找慰藉。1727年3月,他被安葬在著名的西敏寺大教堂。牛顿虽说终身未娶,但据说他还是有过爱情的。 斯托瑞·克拉克(Mr. And Mrs. Clark)夫妇的女儿,是牛顿中学时代的好友,因为牛顿的性格比较内敛,所以她可以说是牛顿的唯一的朋友。牛顿的表妹是牛顿在家乡躲瘟疫时认识的,二人在一起据说也很快乐。牛顿把自己有关物理的想法告诉她,她虽然不懂,可还是认真的听。 伏尔泰(Voltaire)本名弗朗索瓦-马利·阿鲁埃(François-Marie Arouet),伏尔泰是他的笔名,他是法国蒙思想家、文学家、哲学家 、著名学者、作家。伏尔泰是十八世纪法国资产阶级启蒙运动的泰斗,被誉为“法兰西思想之王”、“法兰西最优秀的诗人”、“欧洲的良心”。主张开明的君主政治,强调自由和平等。 他有99卷的巨著,与有夫之妇的情人艾米莉(Emily)共居20年,直到艾米莉去世,没有子嗣。1778年,84岁的伏尔泰去世,教会拒绝他葬在巴黎。1791年,法国大革命爆发,他的遗体被迁葬在巴黎先贤祠,并补行国葬,他的墓在卢梭的旁边。他的心脏,被装进一只盒子,存放在巴黎国家图书馆。 贝多芬(Ludwig van Beethoven)是德国音乐家,出生于德国波恩,维也纳古典乐派代表人物之一,欧洲古典主义时期作曲家。因其对古典音乐的重大贡献,对奏鸣曲式和交响曲套曲结构的发展和创新,而被后世尊称为“乐圣”、“交响乐之王”。 贝多芬一生充满了痛苦,爱情不顺,壮年失聪,他爱慕过数不清的女人,但她们都宁愿嫁给别人。 简·奥斯汀(Jane Austen)是英国女小说家,主要作品有《傲慢与偏见》、《理智与情感》等。 奥斯汀聪明而且美丽,据说也曾情痴,年轻时失恋是她终身不嫁的原因。也有人说她可能是女同性恋,跟自己姐姐的非常亲密关系让人起疑(她姐姐死前曾焚烧了简写给她的大部分信件),但这些都已不可考。 诺贝尔(Nobel)是瑞典化学家、工程师、发明家、军工装备制造商和炸药的发明者,1833年10月21日出生于斯德哥尔摩,1896年12月10日逝世。诺贝尔一生拥有355项专利发明,并在欧美等五大洲20个国家开设了约100家公司和工厂,积累了巨额财富。 诺贝尔一生没有妻室儿女,他的爱情是悲剧性的。青年时代的欧美之旅中,诺贝尔曾在巴黎与一位法国姑娘有过短暂的恋情,但那位姑娘不久就病逝了。 金岳霖是中国哲学家、逻辑学家。他把西方哲学与中国哲学相结合,建立了独特的哲学体系,著有《论道》、《逻辑》和《知识论》。若论近现代中国第一才女,非林徽因莫属,金先生为了她,一辈子不娶,且与情敌梁思成比邻而居,终身为友。 文森特·梵高(Vincent van Gogh)荷兰后印象派画家。代表作有《星月夜》、自画像系列、向日葵系列等。 在梵高一生中,他只与弟弟和三妹保持了亲密的关系,而弟弟也是梵高这一生中最大的支持者和崇拜者。梵高短短37年的人生,到处充满了屈辱与酸楚,无数次的解雇与不解,无数次的拒绝与争执,让他陷入执迷的疯狂。直到1890年7月的那个黄昏,他举起手枪,对准了自己的太阳穴…… 随机文章西沙群岛蓝洞夺得世界第一,深度300.89米秒杀各国蓝洞最紧张的高空定点跳伞,英国狂人开伞慢1秒险摔死宇宙10大神秘谜案,宇宙中暗能量96%看不见摸不着(懵逼)NASA和spacex火星计划对比,NASA将在2033年实现人类登陆火星盘点二战十大废柴武器,600毫米的卡尔臼炮摧毁一栋楼(重达124吨)迷案在线 mazx.cn本站内容大多收集于互联网,内容仅供娱乐,并不代表本站观点,如果本站内容侵犯了您的权益,敬请联系网站管理员,我们将尽快回复您,谢谢合作!