时空涟漪有助于解开宇宙膨胀速度之谜。
这是一项新研究的结论,该研究也可能揭示宇宙的最终命运。研究人员说:
自大约1380亿年前诞生以来,宇宙一直在膨胀。通过测量宇宙当前的膨胀速度,即哈勃常数,科学家可以推断宇宙的年龄和当前状态的细节。他们甚至可以利用这个数字来试图了解宇宙的命运,例如宇宙是否会永远膨胀、自我坍缩或完全分裂。
相关:图中:中子星撞击、引力波等惊人发现。
然而,这两种技术产生了两种不同的结果:哈勃常数的值。来自宇宙微波背景的数据显示,宇宙目前正在以每秒465,438+0.6英里(67公里)的速度膨胀,每326万光年一次,尽管来自附近宇宙中超新星和造父变星的数据显示,每326万光年的速度约为每秒45.3英里(73公里)。
这种差异表明,标准宇宙学模型——科学家对宇宙结构和历史的理解——可能是错误的。解决这个被称为哈勃常数冲突的论点可以揭示宇宙的演化和最终命运。
在最新的研究中,物理学家提出,来自时空结构中的涟漪(称为引力波)的未来数据可能有助于打破这一僵局。“哈勃常数的冲突-我们对宇宙模型不完整性的最大暗示-可以在5到10年内解决,”该研究的主要作者、纽约扁铁研究所的天体物理学家斯蒂芬·芬尼告诉太空杂志。
“引力是质量扭曲时空的结果。任何有质量的物体运动时,都会产生以光速压缩的引力波,一路拉伸压缩时空。
引力波极其微弱,直到2016年,科学家才发现了第一个直接证据。在2017中,科学家们还探测到了中子星碰撞产生的引力波,这些中子星是在称为超新星的灾难性爆炸中死亡的恒星的残余。如果恒星的碎片不足以坍缩成黑洞,它们将成为中子星,这样命名是因为它的引力足够强,可以将质子和电子挤压在一起形成中子。
与黑洞不同,中子星发射可见光,它们的碰撞也是如此。这些合并产生的引力波被称为“标准警报”,这将帮助科学家准确定位它们与地球的距离,这些碰撞产生的光将有助于确定它们相对于地球的移动速度。研究人员可以使用这两组数据来计算哈勃常数。根据Feeney和他的同事的说法,分析未来5到10年内大约50对中子星的碰撞可能会产生足够的数据来确定哈勃常数的最佳测量值。
然而,这一估计取决于中子星碰撞的频率。菲尼说:“中子星合并的速度存在相当大的不确定性——毕竟迄今为止我们只见过一次。如果我们有幸看到这一点,合并实际上比我们想象的要困难得多,那么观察和解释哈勃常数碰撞可能需要比我们在工作中提到的更长的时间。
引力波可能最终支持哈勃常数的一个值。费尔尼说这个常数比另一个常数大,但他们也可能确定哈勃常数的第三个新值。他补充说,如果这种情况发生,它可能会对超新星、造父变星或中子星的行为提供新的见解。
科学家在2月14期《物理评论快报》上在线介绍了他们的发现。
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