为什么说宇宙在加速膨胀?
据新华社电由1 5 位天文学家组成的一个国际小组
在美国《科学》杂志上联名发表文章说,通过对超新星
的研究发现,宇宙中存在一种奇怪的反引力力,正是这
种力与引力抗衡使得宇宙不断加速膨胀。
这些天文学家是利用哈勃太空望远镜和设在夏威夷
、澳大利亚和智利的地面望远镜,对来自距地球7 0 亿
光年到1 0 0 亿光年远的1 4 颗超新星的光进行分析后
获得这一发现。
天文学家们对这些极其遥远的超新星的亮度变化进
行了分析,以测定宇宙膨胀速度是怎样随时间变化的。
他们发现宇宙的膨胀速度在大爆炸以后的漫长时间里实
际
上是加快了。
他们的发现至少可以解决长期困惑天文学家的一个
难题,即一些测量表明宇宙的年龄大约只有1 0 0 亿年
,比一些恒星还要年轻。
该小组成员、美国加利福尼亚
大学伯克利分校的天文学家阿达姆·里斯说,如果考虑
到宇宙加速膨胀这一因素,宇宙的年龄应当是大约1 4
0 亿年,比最年长的恒星也要大约2 0 亿年,这样就解
决了“女儿”恒星比“母亲”宇宙年龄还大的问题
。
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因为星星都出现了红移现象,从而离我们远去,即多普勒效应。也就是当两物体同向运动时,速度将增快;反向则减慢。表现在光谱上也一样,即出现蓝移或红移现象。
据英国《每日电讯报》报道,著名天体物理学教授斯蒂芬·霍金提出了一个新观点,解释为什么宇宙大爆炸产生了像我们今年所看到的浩瀚的宇宙。
因为相距特别遥远的区域拥有相似的背景温度,因此天文学家可能会推断早期宇宙是以令人难以置信的速度发生膨胀。
他们已经提出临近区域(具有类似宇宙特征)迅速膨胀的方法,用来解释被他们称作膨胀的这种宇宙迅速扩张过程。 但是这引出一个问题:为什么宇宙首先会发生膨胀?现在《新科学家》杂志发表了剑桥大学的霍金教授提供的一个答案。
这个结果是由他跟巴黎宇宙粒子和宇宙哲学实验室的托马斯·赫特格共同合作得出的。
霍金最
出名的尝试是,将非常小的量子理论、引力理论和涵盖非常广的广义相对论,与被称作量子引力的新理论结合。
量子力学充满各种奇怪的想法,并能增强人们对宇宙膨胀理论的新认识,宇宙只有原子大小时,就出现了膨胀现象。根据量子理论,当一个光粒子从A点运行到B点时,它不只沿一个途径运行,而是同时探索每一条途径,越直接的路径被利用的次数就越多。
在历史学中这被称作总数,霍金教授和赫特格为宇宙学提出了相同理论。
这个理论可以利用数学对象波函数(与光粒子类似)描述早期宇宙。两年前这个科研组指出,这意味着宇宙没有独特起源:宇宙波函数包含多数发展方式。
这是一种反直观认识:他们争辩说,宇宙以每一种可以想象得到(和一些甚至想象不到)的方式开始。由于这种非常丰富的开端(就像上帝视野中每一种可以想象得到的创造物),大部分宇宙婴儿衰亡,只留下现在我们能看到的成熟宇宙。
但是这种理论跟其他任何新观点都一样,也存在不足之处。两位教授发现他们无法解释宇宙迅速膨胀的原因和宇宙演变遗留下来的所谓的宇宙微波背景、宇宙大爆炸回音的影响、探测气球和太空探测器能测量的创造物遗物等迹象。
现在,加利福尼亚大学的詹姆士·哈特勒教授和桑塔·芭芭拉在发表在《物理评论快报》上的一篇论文中意识到,他们对宇宙膨胀的早期评估是错误的,因为他们没有完全考虑到理论预测和我们的回声观测资料之间的联系。
赫特格说,首先,他们发现最可能的宇宙历史是,宇宙在开始阶段“仅经历了小规模膨胀,这与观测资料矛盾。”现在他们根据有限的宇宙观测资料进行修改,发现波函数确实能预测更长时期的宇宙膨胀。
霍金教授告诉《新科学家》杂志说:“这项提议能解释为什么宇宙发生膨胀。 ”将我们有限的观测区域考虑在内,该科研组已经总结出一个新宇宙学理论。
大部分宇宙模型是前后颠倒的,你从一个定义名确的宇宙初始状态开始向前发展。
然而霍金和赫特格表示,我们无法,也不可能知道宇宙开始阶段的初始状态。我们只知道宇宙的最终状态,就像现在我们知道的一样。
他们的观点以我们现在观测到的宇宙状态作为开端,这个道理跟现实中在一个很大范围内,你没必要选择一个量子理论来解释宇宙行为和向后推测,确定它的初始状态是一样的。
他们争辩说,宇宙不只有一个独特的开端和历史,而是有多个不同的开端和历史。
这种新理论非常具有吸引力,因为它与最普遍的“超弦理论”相符。 赫特格表示,弦理论允许除了我们的宇宙之外的“多个难以想象的不同类型的宇宙”存在,但是该理论不包含对它们进行选择的标准,因此无法解释为什么我们的宇宙会出现上述演变过程。
他说:“为此需要一个宇宙波函数理论。”现在宇宙哲学界已经有一个这样的理论。下一步是找出能进行实验的特殊预测结果,以证实这种宇宙如何诞生的新观点。 (孝文)
。
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这个问题可以简单的回答:势能是负的,宇宙膨胀则势能变大,而能量又守恒,于是动能变大就是理所当然了~~~
关于宇宙膨胀理论普通人理解较为吃力,我记得有位科学家曾做了一个通俗的比喻:在宇宙里,好比你乘坐一辆全速行驶的汽车,你前面的汽车以更快的速度向前行驶,而你后面的汽车速度则慢于你.这就是宇宙膨胀.
在过去10年中,物理学领域的两项最大突破,就是发现了中微子有微小质量和宇宙正在加速膨胀。美国华盛顿大学的3名物理学家最近提出的新理论认为,这两项发现在暗能量之间是相互关联的,而这种关联可能由暗能量中被称为“加速子”的亚核粒子引起。
暗能量在早期的宇宙中微不足道,但现在,它已占据了宇宙的70%。 了解暗能量将最终帮助科学家了解宇宙的膨胀是否会无限继续下去。
三名物理学家中的尼尔森教授说:“在我们的理论中,中微子受到了同‘加速子’相互作用产生的力所影响。
如果中微子是暗能量的组成部分,中微子和加速子相互作用力的存在,将继续支持宇宙的膨胀。
”
尼尔森还认为,“中微子是由恒星中的核聚变所产生的,它们能穿过宇宙,穿过宇宙中所有的物质。 中微子除了拥有微小质量外,不带电荷,因此同物质间很少相互作用。
加速子与其他物质间的相互作用更弱,这就是为什么利用现有最灵敏的探测器,也未能观测到加速子的原因。但尼尔森认为,采用现有的各种中微子试验,就能发现产生暗能量的这种力。
尼尔森等人发现的这一理论,刊登在即将出版的《物理评论通讯》上。
研究人员说,中微子通过不同环境时,它的质量实际上是能够改变的,它所出现的质量轻微变化,与其穿过的空气、水还是棱镜有关,即表明各种不同中微子探测器,可能发现稍有不同的中微子质量。
尼尔森说:“在我们提出的理论中,最终中微子将运行的太远,质量变得太大,以至于已不受暗能量效应的影响。 这样,宇宙膨胀的加速将不得不停止,宇宙可能继续膨胀,但以一直减速的速率膨胀。
”。
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无定论,>=45亿年。