
神秘的暗能量真的在加速宇宙的膨脹嗎?一支由50余位天文學(xué)家組成的國際研究小組通過(guò)計算1萬(wàn)多個(gè)星系的合并速率,進(jìn)一步加深了人們對宇宙暗能量奧秘的認識。新的研究技術(shù)也將成為日后測量暗能量如何發(fā)揮作用的強大工具。相關(guān)研究論文發(fā)表在1月31日的《自然》雜志上。
暗能量的觀(guān)點(diǎn)提出于10年前,當時(shí)由美國空間望遠鏡科學(xué)研究所Adam Riess領(lǐng)導的研究小組在《天體物理學(xué)雜志》上發(fā)表論文稱(chēng),宇宙的膨脹在加速進(jìn)行,而非許多科學(xué)家認為的那樣變慢或開(kāi)始收縮。這一發(fā)現的影響是巨大的:宇宙的大尺度上不僅存在著(zhù)一種比引力更強大的反作用力,而且這種“力”(后來(lái)即被稱(chēng)為暗能量)似乎組成了宇宙3/4以上的物質(zhì)。
不過(guò),關(guān)于暗能量一些基本問(wèn)題的爭論依然存在,甚至就暗能量到底存在與否也是眾說(shuō)紛紜。造成這一狀況的關(guān)鍵在于,關(guān)于宇宙膨脹還存在其他可能的解釋。比如,在宇宙的最大尺度上,引力的作用方式和表現可能與一般情況下截然不同?茖W(xué)家們目前仍在不斷地開(kāi)發(fā)和利用更加強大和敏感的工具,投身于揭開(kāi)這一謎團的努力中去。
作為歐空局VIMOS-VLT深度巡天計劃(VVDS)的一部分,在新的嘗試中,51位研究者利用歐空局甚大望遠鏡(VLT)的可見(jiàn)光多目標光譜儀(VIMOS),確定了在類(lèi)似的宇宙鄰域中大約13000個(gè)松散關(guān)聯(lián)星系的運動(dòng)速度,這些星系與地球的距離大致相同,為70億光年。研究人員明白,隨著(zhù)時(shí)間的推移,許多星系會(huì )趨于合并,最終成為超星系團。因此,在大量星系剛剛開(kāi)始發(fā)生聯(lián)系時(shí)就檢測它們的運動(dòng)狀態(tài),有助于揭示暗能量是否阻礙了令星系結合的引力作用。這些70億光年外的星系所反映的宇宙壽命只有現在的一半。
研究結果到目前為止是不錯的。將最新研究與此前在現今宇宙中進(jìn)行的2度視場(chǎng)星系紅移巡天(2dFGRS)研究數據進(jìn)行對比后,研究人員發(fā)現,在單純的引力之外,確實(shí)有一些東西“扭曲”著(zhù)星系的速度。因此,隨著(zhù)時(shí)間的推移,星系的合并速度越來(lái)越慢,所要克服的障礙也越來(lái)越大。而唯一的問(wèn)題是科學(xué)家認為此次的研究還是太有限,不能得到無(wú)可辯駁的結論。
論文第一作者、意大利布雷西亞天文臺的Luigi Guzzo說(shuō):“我們在星系形成星團之前抓住了它們!闭撐暮现(zhù)者、意大利羅馬大學(xué)的Enzo Branchini表示,這是該技術(shù)首次用于暗能量的探測,而他們下一步將通過(guò)研究更多不同距離、不同年齡時(shí)期的星系(有可能達到1億顆),努力證實(shí)第一輪研究得出的答案。Branchini說(shuō),最終足夠的樣本數量將能夠讓暗能量的某一種解釋凌駕于其他之上。
對于最新研究結果,前輩Riess評價(jià)說(shuō):“這是一個(gè)令人振奮的消息,暗能量仍然是宇宙學(xué)和物理學(xué)中最緊迫的問(wèn)題之一!泵绹_特茅斯學(xué)院的宇宙學(xué)家Robert Caldwell也表示,盡管這只是初步結果,但星系合并速率的測定將對科學(xué)家計算宇宙為何加速膨脹十分有用。(作者:任霄鵬)

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