我们曾经以为地球是宇宙的中心,后来却发现,原来地球是在围绕着太阳公转,再后来,我们又发现太阳只是银河系里数千亿颗恒星中的一员,现在,我们对宇宙的认知可能又得刷新了,根据“DESI”巡天观测项目近日发布的一项研究,科学家发现,我们可能错了,宇宙可能并没有像之前认为的那样膨胀。
“DESI”的全称是“Dark Energy Spectroscopic Instrument”,意为“暗能量光谱仪 ”,该仪器架设在美国亚利桑那州的一台天文望远镜上,顾名思义,这是一台用于研究暗能量的仪器,
简单来讲,暗能量被认为是推动宇宙膨胀的驱动力,在相关研究领域,科学家用“宇宙常数”来对其进行描述,长期以来,科学家们都普遍认为,这个“宇宙常数”是像光速和引力常数一样,是一个不变的数值,而宇宙的膨胀也应该是均匀的。
在过去日子里,“DESI”巡天观测项目一直在致力于收集关于“宇宙常数”方面的观测数据,在早期研究中,科学家就发现了一些“不对劲”的地方,即:实际观测数据与基于“宇宙常数”不变的理论预测似乎存在差异。
在此之后,为了进一步验证这些初步的发现,科学家利用“DESI”进行了更加持久的观测,此次的研究成果,是基于长达3年收集到的观测数据,数据量达到了早期研究的30倍,其中包含了大约1500万个星系和类星体的信息,时间跨度达到了大约110亿年。
(注:由于光速是有限的,因此我们看到的天体都是它们过去的样子,并且距离越远,它们在我们眼中就越古老,所以通过观测宇宙中不同距离的区域,我们就可以了解到不同时期的宇宙状态)
在研究工作中,科学家仔细研究了来自“DESI”的观测数据,并将其与之前其他的宇宙观测数据(例如宇宙微波背景辐射、Ia超新星以及遥远星系的光线被引力弯曲的现象等等)一起进行了综合分析,研究结果再次表明了,实际观测数据与基于“宇宙常数”不变的理论预测存在着差异。
科学家指出,这种差异达到了4.2σ,虽然在物理学中,5σ才被认为是确凿的证据,但是已经足够引起我们的重视,因为这种差异最直接的可能就是:我们之前认为的“宇宙常数”,可能并不是一个真正的常数,而是在随着时间的推移而发生变化。
那么,如果“宇宙常数”真的是会变化的,又意味着什么呢?简单来讲就是,这意味着暗能量的强度是变化的,在这种情况下,宇宙就并没有像之前认为的那样均匀地膨胀,如果真是这样的话,我们就需要彻底修改现有的宇宙学模型,而我们对宇宙的起源、演化和最终命运的理解,都将因此而发生巨大的改变。
对此,约翰斯·霍普金斯大学的天体物理学家亚当·里斯(Adam Riess)表示,如果这次的发现最终得到证实,那将是我们自发现暗能量以来,关于暗能量本质的最大线索,这可能意味着,暗能量并不是我们之前认为的那样,是一种静态的能量,而是一种更加奇特的存在。
(注:亚当·里斯曾透过观测遥距超新星而发现宇宙加速膨胀,让人们意识到暗能量的存在,他也因此获得了2011年的诺贝尔物理学奖)
就目前的情况来看,“DESI”巡天观测项目仍在持续观测宇宙,预计在未来两年内还会收集到更多的数据,期待在未来的日子里,随着更多数据的积累和更深入的研究,科学家们终将揭开暗能量的神秘面纱,更准确地理解宇宙的膨胀机制,甚至发现全新的宇宙学原理。 |