2019年08月02日 星期五
又一组关乎宇宙未来命运的数字出炉

    扑朔迷离的哈勃常数之争,又有了新的答案。

    最近,美国芝加哥大学天文学家温迪·弗里德曼领导的研究团队创造性地给出了一种测量哈勃常数的新方法——使用红巨星作为“标准烛光”,得出了新的哈勃常数69.8km/s/Mpc,其值介于之前测得的两个哈勃常数之间。这又是一个关于宇宙年龄与未来命运的关键数字。

    众所周知,宇宙是在膨胀的,而描述宇宙膨胀速度快慢的参数,被称为哈勃参数。这个参数不是一个常数,它是一个关于时间的函数。哈勃参数在t=0的取值就是哈勃常数H(0)。t=0就是现在这个时刻,也是人类出现的时刻。

    哈勃常数最初由美国天文学家哈勃引进。1929年,哈勃成为首个证实宇宙膨胀的人,他通过天文观测发现河外星系都在远离银河系。这些星系远离银河系的速度和星系与银河系的距离之比值大致恒定,这一比值被称为哈勃常数。

    哈勃常数刻画的是现在宇宙的膨胀,精确测定哈勃常数就成了一个很重要的物理问题。第一个哈勃常数是由诺贝尔奖获得者亚当·里斯领导的研究组,通过IA型超新星与造父变星测出来的,数值是74km/s/Mpc。第二个哈勃常数是由测量宇宙微波背景辐射的普朗克卫星测算出来的,数值是67.8km/s/Mpc。

    这次,温迪·弗里德曼等人使用了红巨星为“标准烛光”来测定哈勃常数,这个方法测出来的哈勃常数是69.8km/s/Mpc,正好介于两个老的哈勃常数之间。

    作为标准光源的这批红巨星的亮度是最亮的,而且它们的亮度是基本恒定的,那么它距离地球越远,其亮度就随着距离的平方变小——所以根据在地球上测定的红巨星的亮度,就可以知道它离地球多远了。

    随着哈勃常数的测量越来越精确,一些错误的理论都会被淘汰。同时,哈勃常数的倒数与宇宙的年龄有关,测量哈勃常数,其实等价于在测量宇宙的年龄。最后,哈勃常数的精确确定,相当于定出了整个宇宙学模型的关键部分,从而可以让我们更好地理解宇宙的未来命运走向。(科文)   

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