美科学家发现宇宙“暗黑能量”

(转自《新华网,冯武勇

 

著名科学家爱因斯坦说,他这辈子犯下的最大错误是在广义相对论方程式中加入宇宙常数,即一种他设想的未知宇宙能量。

但美国天文学家16日说,根据哈勃太空望远镜的观测结果,爱因斯坦没错,宇宙中确实存在科学家称为暗黑能量的神秘力量,这种能量在推动宇宙加速膨胀。

 

“重要数据”

美国约翰·霍普金斯大学天文学教授亚当·里斯16日宣布,通过哈勃望远镜,他们第一次取得支持暗黑能量说的重要数据。这种神秘力量在过去至少90亿年中,一直在推动宇宙加速膨胀。

亚当·里斯同时身兼美国国家航空和航天局(NASA)太空探测科学研究所研究员。里斯和同事利用哈勃望远镜观测了23颗超新星。超新星是一种罕见的天文现象,表现为恒星中的绝大部分物质爆炸后,产生能放射极大能量、极为明亮但存在时间极短的天体。
  望远镜观测到的超新星距离地球异常遥远,它们在被哈勃望远镜捕捉到之前,爆炸产生的光线已在茫茫宇宙中旅行了至少半个宇宙世纪。也就是说,按照目前对宇宙年龄137亿年的推测,那些超新星存活于65亿年前。
  由于科学家已经探明超新星爆炸的物理机制,因此天文学家不仅能用超新星现象测量星体距离,还能知道超新星消亡时的宇宙膨胀速度。
 
 

爱因斯坦“洗冤”
  亚当·里斯取得的重大数据就是23颗不同年龄超新星揭示出来的宇宙膨胀秘密,从而为爱因斯坦视为最大学术污点的宇宙常数洗清了沉冤
  爱因斯坦当初在写下广义相对论方程式后,发现方程式中描述的宇宙,不是在膨胀就是在收缩,但他相信宇宙处于亘古不变的稳定状态,于是在方程式中加入一个宇宙常数,代表一种抵消宇宙物质重力、维持稳态的神秘斥力。
 
 美国天文学家埃德温·鲍威尔·哈勃1929年宣布,根据宇宙观测结果,所有的星系都在远离地球而去,也就是说,宇宙不是稳态,而是在膨胀。自此,爱因斯坦抛弃了宇宙常数,视之为一生最大的错误。
  无巧不成书,哈勃望远镜就是为纪念埃德温·鲍威尔·哈勃而命名,而正是哈勃望远镜的新发现让爱因斯坦的宇宙常数重获生机。
  

令人“不安”
  根据哈勃的宇宙膨胀理论,宇宙在经历极早期的速膨胀后,膨胀速度应逐渐减缓,道理同人们把球上抛,在重力作用下,上升速度越来越慢一样。
  但科学家1998年在利用超新星观测宇宙膨胀速度时有惊人发现。他们注意到,年龄越大、也就是光线旅行距离越远的超新星,它离开地球的速度比哈勃宇宙膨胀理论预测的慢,而年龄越小的超新星,离开速度要比预测的快。这只有一种可能解释,某种神秘力量超越了宇宙物质重力,一直在推动宇宙加速膨胀。这种力量与爱因斯坦宇宙常数中设定的神秘能量一致,科学家称之为暗黑能量
  佐证这一力量存在的关键是取得可靠、非连续的超新星观测数据。亚当·里斯的数据意义正在于此。他们的这一发现将发表在明年2月10日出版的天体物理学月刊上。
 
 暗黑能量令我们不安,加利福尼亚技术研究所理论物理学家肖恩·卡罗尔说,它与观测数据吻合,但它出乎我们的预料。一些科学家希望,美国国家航空和航天局升级哈勃太空望远镜后,能彻底解答暗黑能量问题。国家航空和航天局以及美国能源部还计划2011年发射一个轨道天文站,专门寻找解开暗黑能量之谜的钥匙

(转自《新华网,冯武勇