科學家使用一種新技術來探索大約 10 億年前暗能量的本質。
他們希望這能讓他們更接近對似乎正在加速推動宇宙分裂的奇怪力量的解釋。
該方法依靠明亮但遙遠的類星體來繪製氫氣雲在太空中的擴散。
這些雲的 3D 分佈可用作暗能量隨時間影響的示蹤劑。
描述該方法的學術論文已提交給《天文學與天體物理學》雜誌，並發佈在 arXiv.org 預印本網站上。
它由 BOSS（重子振盪光譜巡天）團隊創作，該團隊使用美國新墨西哥州的 2.5m 斯隆基金會望遠鏡對天空進行觀測。
據說該國際組織的新數據與理論非常吻合，證實了暗能量在新生宇宙中並不占主導地位的觀點。當時，引力實際上佔據了主導地位，減緩了宇宙的膨脹。直到後來，暗能量才脫穎而出。
BOSS 團隊成員Matthew Pieri 博士解釋說：「我們對暗能量知之甚少，但我們的想法之一是，它是空間本身的屬性——當你擁有更多空間時，你就會擁有更多能量。 」
「所以，暗能量是隨著時間的推移而增加的。隨著宇宙的膨脹，它為我們提供了更多的空間，因此也提供了更多的能量，在某些時候，暗能量會取代重力，結束減速並推動加速，」英國朴茨茅斯大學的研究人員告訴BBC 新聞。
宇宙中的一切正在以越來越快的速度分開的發現是 20 世紀的重大突破之一。但科學家發現自己正在尋找新的物理學來試圖解釋這種非凡的現象。
正在部署許多技術來嘗試獲得一些見解。其中之一涉及所謂的重子聲振盪。
這些是指穿過大爆炸後宇宙的壓力驅動波，一旦冷卻到足夠的水平，就會凍結在物質的分佈中。
如今，這些振盪顯示出星系擴散的「首選規模」——此類距離為 500 億光年的天體數量略有過剩。
這是一種可以用來測量宇宙幾何形狀的標準尺的觀測結果。
BOSS 團隊使用 48,000 個遙遠的類星體進行「背光」繪製，繪製出早期宇宙中氫氣雲的分佈圖BOSS 團隊已經利用距離地球約 60 億光年的大量星系完成了這項工作。但在更遠的距離——因此在宇宙時間更深的地方——這些標準星係對於斯隆望遠鏡來說太微弱了，無法看到。
相反，BOSS 團隊使用類星體（準恆星射電源）來幫助繪製宇宙地圖。
類星體是遙遠的星系，其中巨大的中心黑洞正在驅動大量電磁輻射的發射。這些都是斯隆看得見的。
暗能量與暗物質之謎
- 遠距離作用的重力似乎無法解釋天文學家所看到的現象
- 例如，星系應該會飛散；一定有其他物體將它們固定在一起
- 因此，天文物理學家提出了「暗物質」的假設——我們看不見，但在銀河尺度上清楚地起作用
- 在最遠的距離處，宇宙的膨脹正在加速
- 因此，我們也有“暗能量”，它可以驅動膨脹，與重力相反
- 目前的理論認為，宇宙73%是暗能量，23%是暗物質，只有4%是我們熟悉的物質
- BBC宇宙：暗物質
- BBC宇宙：暗能量
當類星體的光穿過太空射向地球時，它會穿過氫氣雲。
一些光以一種非常特有的方式被吸收，吸收的模式揭示了氣體的密度如何隨著望遠鏡視線的距離而變化。
透過觀測近 50,000 個間隔很近的類星體，BOSS 團隊現在已經能夠繪製出 3 億光年外氫氣雲分佈的詳細 11D 地圖，並記錄了大爆炸後僅 XNUMX 億年的時代。
朴茨茅斯的同事鮑勃·尼科爾教授說：“每條視線可能有數百個雲，因此，對於 48,000 個類星體，我們有數百萬個這樣的雲。”
「然後我們所做的就是獲取它們的 3D 位置，然後觀察它們是如何聚類的，然後我們說，『這個聚類中是否存在首選尺度？』」而且，你瞧，確實存在，就像有一個附近星系團的首選規模。
BOSS 地圖使科學家能夠檢查不同宇宙紀元的膨脹速度，幫助他們確定引力和暗能量的行為是否如理論預測的那樣。
「我們基本上證實的是這個很好的過山車類比，」皮埃里博士說。 「從大爆炸開始，宇宙的膨脹開始減速，然後我們在大約七十億年前登上了山頂，就像有什麼東西把腳放在踏板上，加速發生了。”
BOSS 到目前為止只完成了三分之一的工作。未來幾年的目標是繪製一百萬個半星系和超過 160,000 萬個類星體的位置圖。
- 在 1998 年獲得諾貝爾獎的研究之前，人們認為引力正在減緩宇宙大爆炸後的膨脹
- 現在科學家表示，膨脹非但沒有放緩，反而正在加速，以越來越快的速度推動星系分開
- BOSS 團隊追蹤了暗能量在超過 10 億年的宇宙歷史膨脹中所扮演的角色
（BBC）
