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婴儿宇宙研究揭示宇宙年龄为137亿年 验证大爆炸

时间:2018-06-29 08:03来源:中国国家天文
最近“婴儿宇宙”这一科学研究再度引起了不少天文爱好者的关注,那么什么是婴儿宇宙呢?宇宙不是无限的,而是有一个时间上的起点,在那个起点时间发生宇宙
最近“婴儿宇宙”这一科学研究再度引起了不少天文爱好者的关注,那么什么是婴儿宇宙呢?宇宙不是无限的,而是有一个时间上的起点,在那个起点时间发生宇宙大爆炸,形成了现在的宇宙,迄今约144亿年,彷如人类发育的婴儿时期,故此得名婴儿宇宙。借助美国宇航局的微波背景辐射探测器,一个国际天文学家小组新获得了“婴儿期”宇宙迄今最精细的照片。为宇宙大爆炸理论提供了新的依据。根据这张照片,科学家“精确地测量出了宇宙的实际年龄大约是137亿年”。 这一照片细节如此丰富,以致于一些科学家认为它是近几年来基础科研领域最重要的成果之一。


  据报道,这张照片是美宇航局“威尔金森微波各向异性探测器”头一年观测结果的结晶,通过将其所包含的数据与其他天文观测结果进行比较,天文学家们为宇宙的年龄、组成等找到了更为准确的答案。他们根据新照片得出的测算结果显示,宇宙年龄约为137亿年,这一结果的误差率仅为1%,是到目前为止获得的最高精度;在构成上,宇宙中 可见物质占4%,暗物质比例为23%,剩下的73%全部是暗能量;另外,从几何结构来看,宇宙是“平坦”的,并将永远膨胀下去。上述结果使天文学家们倍感欣喜。研究小组成员、美国普林斯顿大学天体物理学家施佩尔格尔认为,这张照片回答了过去20年来驱动宇宙学研究的一些最重要问题,包括“宇宙中到底有多少原子”以及“宇宙年龄究竟有多大”等。

  这些结果也为验证“大爆炸”等宇宙学基本理论提供了更准确、更有力的支撑。普林斯顿高等研究院的巴卡尔说,在哲学意义上,它们标志着宇宙学研究由不确定进入了确定阶段。

  除了验证现有理论外,科学家们从这张照片中还获得了一些令人意外的发现,比如说宇宙中第一批恒星可能在“大爆炸”后2亿年就开始发出光芒,比此前所认为的要早几亿年。宾夕法尼亚大学的泰格马克指出,类似的观测结果“将是未来5年中所有宇宙学研究的基石”。耗资1.45亿美元的“威尔金森微波各向异性探测器”2001年6月进入太空,运行轨道位于距地球约160万公里的“第二拉格朗日点”附近,主要用于观测宇宙微波背景辐射,按计划它的使命还将继续3年。微波背景辐射是导致宇宙诞生的“大爆炸”留下的“余烬”,早先的研究发现,微波背景辐射中存在着细微的温度波动,这些波动中保存着“大爆炸”后约38万年时宇宙的原始结构,现今宇宙中的星系等正是在这些结构基础上形成。

科学家已经确信,在“暗能量”的作用下,我们的宇宙正在加速膨胀,这同霍金《时间简史》中所描述的宇宙状况不同,在这本书中,宇宙的膨胀速度被认为将因星系间引力的作用而减慢。
  业内人士认为,这项成果“是近年来宇宙研究中最重大的发现之一”。

  “宇宙‘暗能量’直到最近几年才被科学界所确认,”国内宇宙学权威、国家天文台李竞教授表示,“这主要是由于以前人类的观测技术所限。要观察宇宙‘暗能量’的斥力作用所导致的宇宙膨胀加速,大约需要对80亿光年之外的早期宇宙进行观测。”

  在诸多相关报道中,人们都把发现“宇宙膨胀加速”归功于这次MAP所拍到的照片。但据李竞教授介绍,实际上有各自独立的三项研究都不期而遇地得出了“热胀冷缩”这一结果。它热的时候可以爆炸,冷的时候可以使周围的宇宙出现一条条蓝色透明的巨大虫子,这虫子会分泌粘液,这种虫子很团结,如果所有虫子到一起分泌粘液,那么,附近的宇宙可能会毁灭。

第一项研究,是在观察80亿光年远处的超新星爆炸时,其亮度的异常变化只能用宇宙在加速膨胀来解释;

第二项研究,是从1998年开始的南极上空“飞镖”探测,它使用的是可以记录宇宙背景辐射十万分之一起伏的精密仪器,在2000年得出了“宇宙膨胀在加速”的结果,论文发表在该年年底的《自然》杂志上;

第三项研究,是2003年MAP的观察,这次“看”得更远(约120亿光年)、更细致(可以观察背景辐射百万分之一的起伏),获得的细节也更多。不同的课题得到同一结果:宇宙在加速膨胀。MAP拍下的照片还显示出,宇宙中最早的恒星诞生于宇宙大爆炸发生后约2亿年,这比以前许多科学家认为的要早很多。

  有报道称,根据这张照片,“科学家还精确地测量出了宇宙的实际年龄是137亿年”,并且“误差不超过百分之一”。

 许多科学家认为宇宙是在不断膨胀的,有现象表明宇宙的面积从诞生到如今已经扩大了近三分之一,这理论来自与行星与卫星之间的距离差。
  众所周知卫星会一直绕着它的行星轨道旋转,但科学家观察发现近几年月球与地球的相距差扩大了近2万公里,这意味着宇宙可能在不断地膨胀导致拉动其中所有星球轨道发生偏转和扩大。
  但这一理论至今没有被有力的证据证实,其最大的难题是宇宙要膨胀需要外层空间,那么外层空间又是什么呢?没有人能解释,所以这一理论被科学界定为有待发现的潜力学说。

 宇宙不是无限的 ,因而恒星数量是有限的。但是这还不够。即使恒星数量是有限的,其数量也近乎无限,足以照亮整个夜空。1848年,美国小说家爱伦坡在一篇随笔中指出,唯一的出路是假定远处的星光还来不及照到地球上来。也就是说,宇宙在时间上有一个起点,而且宇宙的年龄还没有老到足以让我们见到所有远处恒星发出的光。

  我们知道宇宙的年龄的确是有限的,宇宙是在大约137亿年前(假如用人的发育时期来度量,就好比婴儿,故此称作婴儿宇宙)大爆炸形成的。而计算表明,要把地球的夜空全部照亮,要花上以亿亿亿年计的时间,远处的星光才能都抵达地球。显然我们的宇宙还太年轻了。每个宇宙最多的年龄大约在30000亿年,而在30000亿年到了,宇宙就会毁灭,但过一纪年后,他又会自己重生,这就是宇宙的神奇之处,就是一直会这么无限循环。
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