正文

第10章 加速的宇宙(6)

愛因斯坦的望遠鏡 作者:(美)艾弗琳·蓋茨


通過對高紅移超新星的觀測,天文學家已經發(fā)現(xiàn)了上述這種宇宙加速膨脹的效果。這些超新星爆發(fā)的光芒比預期的要暗,說明其距離也更加遙遠,因此意味著宇宙在早些時候的膨脹速度要慢一些。這一結果說明宇宙是在不斷加速的。

近期發(fā)表的其他一些對超新星的觀測,為宇宙膨脹歷史繪制了一幅更精細的圖像。宇宙并不是在持續(xù)加速的。事實上,由于星系只能在周圍充滿物質的情況下才能成形,因此星系能夠存在這一事實就足以說明,即使暗能量真的在今天的宇宙中占據(jù)著主導地位,但在以前某個時候,物質一定是宇宙的主要組分。一旦我們把目光聚焦到更遠的超新星,去探索更早期的宇宙,就應該能發(fā)現(xiàn)宇宙減速膨脹的證據(jù),從而證明物質主導時期的存在。

通過深入地觀察和分析,天文學家們最終確定了宇宙由減速變?yōu)榧铀俚霓D折點。2006年11月,亞當·里斯(Adam Riess)作為高紅移超新星計劃的最初領導者之一,和他的合作者一起公布了他們對70億光年以外23顆超新星的觀測結果。這些數(shù)據(jù)顯示,在宇宙演化的早些時候,的確存在一個由物質占主要組分的時期。在最初的大爆炸之后,由于物質之間的萬有引力和輻射能量的阻滯作用,宇宙的膨脹速度逐漸變慢。直到大約50億年之前的某個時候,暗能量才占據(jù)了主導地位,并使宇宙開始加速膨脹。

2006年發(fā)表的這些新結果,也同時否定了另一種試圖解釋超新星比預想昏暗的理論。事實上,單純的觀測遠方超新星的視覺亮度,并不能排除宇宙間的某種灰塵擋住星光的可能性?;覊m確實會使光源看起來昏暗一些,但一般來講,灰塵對光線的吸收和釋放會改變光源的顏色。而由于遠方超新星的顏色和附近的超新星基本一致,我們只能假設存在某種未被發(fā)現(xiàn)的“灰色”灰塵,這些灰塵將無差別地削弱所有顏色的光。即使這些灰塵真的存在,由于從遠方而來的光要經過更長的距離,這段空間中會彌散著更多的灰塵,因此最遙遠的超新星應該會顯得越發(fā)昏暗。事實上,實驗所看到的離我們最遙遠的超新星,其變暗的程度反而比近一點的超新星少一些。這一結果和宇宙先減速后加速的圖像恰好一致。


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