03.07 一些天文学家为何认为暗能量甚至可能不存在?

cnBeta


一些天文学家为何认为暗能量甚至可能不存在?

现代宇宙学认为,我们所处的宇宙是由暗能量、暗物质以及普通物质组成(其中暗能量所占比例为68.3%,暗物质为26.8%,而普通物质却只有4.9%)。根据相关描述,暗能量虽然看不见也摸不着,但是它却能推动宇宙加速膨胀,我们先来看看科学家是怎么发现暗能量的。

由两颗恒星组成的双星系统在宇宙中是很常见的,假如某个双星系统中有一颗恒星演化成了致密的白矮星,而另一颗则演化成了松散的巨星,那么白矮星就会源源不断地吸收巨星的物质,当白矮星的质量增加到太阳质量的1.44倍的时候,巨大的引力就会点燃失控的热核反应,从而发生威力惊人的超新星爆发。

这种类型的超新星爆发被称为“Ia型超新星”,因为它们总是在达到1.44倍太阳质量的时候爆发,所以所有的“Ia型超新星”的亮度都是一样的,这使得它们的视亮度(观察者看到的亮度)与距离有着非常准确的对应关系。

这种对应关系可以用一个简单的场景来说明,比如说我们将一列有一定间距的、规格相同的蜡烛同时点燃,然后站在这个蜡烛队列的一端来观察,这时我们就会发现,虽然这些蜡烛的亮度是基本上一样的,但是在我们的眼中,离我们越远的蜡烛,其发出的光就越黯淡,根据某根蜡烛的明暗程度,我们就可以计算出这根蜡烛与我们之间的距离。

这样的特征使得“Ia型超新星”成为了科学家研究宇宙天体运行规律的重要工具,而暗能量的发现,也跟“Ia型超新星”息息相关。1998年,三位来自于不同研究团队的科学家公开宣布,通过对宇宙中大量“Ia型超新星”的观测和分析,他们确认了宇宙正在加速膨胀。在随后的日子里,科学界很快认同了这一结论,并推测导致宇宙加速膨胀的正是暗能量,这三位科学家也因此在2011年获得了诺贝尔物理学奖。

我们可以看到,证明暗能量真实存在有一个关键的假设,那就是“Ia型超新星”的亮度都是一样的,其视亮度只与距离有关系。因此可以说,假如这个假设是错误的,那么暗能量就会被打上一个硕大的问号。

2020年1月,一个由韩国延世大学的李永旭(Young-Wook Lee)教授带领的研究团队公布了自己的研究成果,这位韩国科学家指出,新的证据表明,暗能量的关键假设是错误的。

该研究团队致力于利用高精度的天文望远镜(包括位于智利的“拉斯坎帕纳斯”天文望远镜,以及位于美国亚利桑那州的MMT多镜面望远镜)对60个星系的进行了高质量的观测与分析,其主要研究对象就是这些星系中的超新星。

在耗时9年之后,该团队得出了一个重要的结论,即超新星的绝对亮度与恒星群的年龄密切相关(据悉这个结论的置信度高达99.5%),换句话说就是,所有根据研究“Ia型超新星”而得出的有关暗能量的结论,都是靠不住的。

根据这个结论研究人员指出,即使没有暗能量的存在,通过恒星亮度随着年龄的演化过程,也可以出现类似的红移-亮度的曲线(如下图所示)。因此我们就得到了一个大胆的结论,即:暗能量根本就不存在,宇宙也没有加速膨胀。

需要指出的是,由于关系重大(这动摇了现代宇宙学中的根基),科学界还要对这个研究成果进行更多、更细致的后续研究,才能给出最终的定论。另外要说的是,暗能量的证据并非只来自“Ia型超新星”,比如说宇宙微波背景辐射就能间接证明暗能量的存在。

参考资料:Early-Type Host Galaxies of Type Ia Supernovae. II. Evidence for Luminosity Evolution in Supernova Cosmology


回答完毕,欢迎大家关注我们,我们下次再见`


魅力科学君


天文学家已提出很多解释宇宙加速膨胀的模型,而暗能量是其中一种潜在解释。然而一种新的理论声称暗能量甚至可能不存在。俄罗斯康德波罗的海联邦大学(IKBFU)的研究人员发表了一项新研究,该研究为说明宇宙为何膨胀提供了另一种可能的解释,这并不违反万有引力定律。

天文学家在大约一个世纪前提出了宇宙膨胀学说,而在最近的几十年中,人们发现宇宙膨胀的速度正在加快。但是,膨胀速度的加快呈现出一个谜团—根据引力定律,这种膨胀究竟发生了什么?

天文学家已经提出了暗能量作为可能的解释。宇宙不仅仅是被形成恒星、行星等的普通物质所充满,还有可能存在一种神秘而独特的“暗能量”,其充满了宇宙的大部分,从而解释了在重力的作用下加速膨胀如何发生。 。

来自俄罗斯的最新研究提供了一种不同的理论:类似于卡西米尔效应(Casimir effect)的一种排斥可能正在太空中发生,助长了宇宙膨胀的加速。这种影响可能暗示着宇宙的某种“边界”,尽管研究人员解释说,这并不意味着宇宙在某个地方突然结束。

相反研究人员表示,宇宙可能具有一种使这种过程成为可能的三维“复杂拓扑”。IKBFU的Artyom Astashenok是最近提出这项研究的研究人员之一,他解释说:

……基本上没有“暗能量”,但有一种宇宙边界的体现。您可以与地球进行类比。地球与宇宙的区别在于,在第一种情况下,我们处理的是二维空间,在第二种情况下,我们处理的是三维空间。


cnBeta


暗物质和暗能量是当今宇宙学的重大研究课题,一旦对其有了实质性的突破研究,用诺贝尔奖也无法体现出研究成果的伟大。围绕着暗物质和暗能量,科学家在天上和地底下布下了天罗地网,可一直未发现它们的真实踪迹。

暗物质和暗能量的名字上都有一个“暗”字,顾名思义这种物质人类看不到,用各种仪器也没有直接探测到。严格地讲,它们还只是假说。上世纪30年代起,科学家们陆续发现星系的运动数据与万有引力的计算结果之间存在很大的偏差,为了解释这种现象科学家提出了暗物质概念,认为宇宙中存在不参与电磁相互租用但是能参与引力相互作用的暗物质,正是这种物质导致了观测结果与理论值之间有很大的偏差。

星系和星系之间存在着引力相互作用,照理说宇宙的膨胀会在引力的作用下趋于缓和,可实际的观测却显示宇宙是在加速膨胀。科学家们提出了暗能量假设,认为是暗能量在推动着宇宙加速膨胀。通过分析计算显示,宇宙中普通物质所占的比例不超过5%,暗物质和暗能量占据了绝大多数。

暗物质和暗能量能够解释很多现象,两个概念也逐步被越来越多的科学家接受,不过在没有得到确切的存在证据之前,谁也不能说暗物质和暗能量就是存在的。目前仍然有一些科学家不认同暗物质和暗能量假设,他们认为引力存在问题,引力不应该用现在的方法去计算,并且做出了一些尝试性的研究。

大多数物理学家是希望能够找到暗物质和暗能量的,不然整个物理大厦就乱套了,我们之前的理论就需要进行重大调整。但即使如此也不能说暗物质和暗能量一定是存在的。19世纪末科学家们大都相信以太的存在,并试图测出地球在以太中的运行速度,结果却否定了以太的存在。暗物质和暗能量,细想一下也让人背后发凉,它们现在的状况和100多年前的以太很是相似。如果暗物质和暗能量真的是又一个以太,物理世界又会迎来一场暴风骤雨。


刁博



人类之源


多渠道解释,正常。原始解释,常常被推翻,粒子物理的发展就是这样。


天地间的天天快乐


我认为宇宙中非常神秘的,暗物质能量存在的,究竟宇宙中有什么?具体空间怎么样?科学家无法知道了永远是一个谜,科学探索,永久性,连我们人类怎么来了到目前为止各种学说,不能确定?


审山


因为暗能量就是宇宙的超低温势能,热脹冷缩是宇宙的萬能锁匙。摆在面前而怱视了。


陈昌海12


那为何都要承认呢?难道你见过?


鱼尾狮74132266


暗物质可能就是真空场介质,或叫以太!


分享到:


相關文章: