科学家们使用一种新技术来探索大约 10 亿年前暗能量的本质。
他们希望这能让他们更接近对似乎正在加速推动宇宙分裂的奇怪力量的解释。
该方法依靠明亮但遥远的类星体来绘制氢气云在太空中的扩散。
这些云的 3D 分布可用作暗能量随时间影响的示踪剂。
描述该方法的学术论文已提交给《天文学与天体物理学》杂志，并发布在 arXiv.org 预印本网站上。
它由 BOSS（重子振荡光谱巡天）团队创作，该团队使用美国新墨西哥州的 2.5m 斯隆基金会望远镜对天空进行观测。
据说该国际组织的新数据与理论非常吻合，证实了暗能量在新生宇宙中并不占主导地位的观点。 当时，引力实际上占据了主导地位，减缓了宇宙的膨胀。 直到后来，暗能量才脱颖而出。
BOSS 团队成员 Matthew Pieri 博士解释说：“我们对暗能量知之甚少，但我们的想法之一是，它是空间本身的属性——当你拥有更多空间时，你就会拥有更多能量。”
“所以，暗能量是随着时间的推移而增加的。 随着宇宙的膨胀，它为我们提供了更多的空间，因此也提供了更多的能量，在某些时候，暗能量会取代重力，结束减速并推动加速，”英国朴茨茅斯大学的研究人员告诉 BBC 新闻。
宇宙中的一切正在以越来越快的速度分开的发现是 20 世纪的重大突破之一。 但科学家们发现自己正在寻找新的物理学来试图解释这种非凡的现象。
正在部署许多技术来尝试获得一些见解。 其中之一涉及所谓的重子声振荡。
这些是指穿过大爆炸后宇宙的压力驱动波，一旦冷却到足够的水平，就会冻结在物质的分布中。
如今，这些振荡显示出星系扩散的“首选规模”——此类距离为 500 亿光年的天体数量略有过剩。
这是一种可以用作测量宇宙几何形状的标准尺的观测结果。
BOSS 团队使用 48,000 个遥远的类星体进行“背光”绘制，绘制出早期宇宙中氢气云的分布图BOSS 团队已经利用距离地球约 XNUMX 亿光年的大量星系完成了这项工作。 但在更远的距离——因此在宇宙时间更深的地方——这些标准星系对于斯隆望远镜来说太微弱了，无法看到。
相反，BOSS 团队使用类星体（准恒星射电源）来帮助绘制宇宙地图。
类星体是遥远的星系，其中巨大的中心黑洞正在驱动大量电磁辐射的发射。 这些都是斯隆看得见的。
暗能量和暗物质之谜
- 远距离作用的重力似乎无法解释天文学家所看到的现象
- 例如，星系应该飞散； 一定有其他物体将它们固定在一起
- 因此，天体物理学家提出了“暗物质”的假设——我们看不见，但在银河尺度上清楚地起作用
- 在最远的距离处，宇宙的膨胀正在加速
- 因此，我们还有“暗能量”，它可以驱动膨胀，与重力相反
- 目前的理论认为，宇宙73%是暗能量，23%是暗物质，只有4%是我们熟知的物质
- BBC宇宙：暗物质
- BBC宇宙：暗能量
当类星体的光穿过太空射向地球时，它会穿过氢气云。
一些光以一种非常特有的方式被吸收，吸收的模式揭示了气体的密度如何随着望远镜视线的距离而变化。
通过观测近 50,000 个间隔很近的类星体，BOSS 团队现在已经能够绘制出 3 亿光年外氢气云分布的详细 11D 地图，并记录了大爆炸后仅 XNUMX 亿年的一个纪元。
朴茨茅斯的同事鲍勃·尼科尔教授说：“每条视线可能有数百个云，因此，对于 48,000 个类星体，我们有数百万个这样的云。”
“然后我们要做的就是获取它们的 3D 位置，然后观察它们是如何聚类的，然后我们说，‘这个聚类中是否存在首选尺度？’”而且，你瞧，确实存在，就像有一个附近星系团的首选规模。”
BOSS 地图使科学家能够检查不同宇宙纪元的膨胀速度，帮助他们确定引力和暗能量的行为是否如理论预测的那样。
“我们基本上证实的是这个很好的过山车类比，”皮埃里博士说。 “从大爆炸开始，宇宙的膨胀开始减速，然后我们在大约七十亿年前登上了山顶，就像有什么东西把脚放在踏板上，加速发生了。”
BOSS 到目前为止只完成了三分之一的工作。 未来几年的目标是绘制一百万个半星系和超过 160,000 万个类星体的位置图。
- 在 1998 年获得诺贝尔奖的研究之前，人们认为引力正在减缓宇宙大爆炸后的膨胀
- 现在科学家们表示，膨胀非但没有放缓，反而正在加速，以越来越快的速度推动星系分开
- BOSS 团队追踪了暗能量在超过 10 亿年的宇宙历史膨胀中所扮演的角色
（BBC）
