科学家称利用恒星的“碰撞事故” 5-10年内即可精确测量出宇宙膨胀速度

 

科学家们相信他们已经发现了一种新的方法来确定我们的宇宙随时间膨胀的速度。

在一项新的研究中，芝加哥大学的一组研究人员发现，研究宇宙碰撞释放的引力波可能会导致对宇宙膨胀速度的更坚定的预测。

科学家们对这种方法非常有信心，他们说，他们可以在大约5到10年内对宇宙的膨胀率进行“精确测量”。

在此之前，科学家们依靠各种方法来证明宇宙的确切膨胀速度，也被称为哈勃常数。哈勃常数于1929年首次被发现，以著名天文学家埃德温·哈勃(Edwin Hubble)命名。

他们将哈勃常数与其他方法结合起来，比如测量可变恒星和超新星之间的亮度差异，以估计宇宙膨胀的速度。

另一种方法是检查宇宙微波背景辐射，或宇宙开始时产生的光脉冲。

不过，芝加哥大学(University of Chicago)的研究人员解释说，与上述方法一样，这种方法往往会“产生令人沮丧的不同结果”。

据研究人员说，其中一个说宇宙膨胀速度比另一个快了近10%。

这项研究的主要作者Hsin-Yu Chen说，这是宇宙学目前面临的一个重大问题。

确定宇宙的确切膨胀速度，可以归结为研究两颗中子星间的突破性碰撞。

在科学杂志《自然》上发表的一篇新论文中，芝加哥大学的科学家们说，这次碰撞可能是计算哈勃常数的一种新方法。

首次观测到的碰撞发生在2017年8月17日，标志着世界上首次发现两颗遥远的中子星相撞，造成巨大爆炸，在时空结构中产生涟漪。

Ligo是世界上最大的引力波观测站，它探测到了爆炸产生的引力波。

该研究称，它发生在大约1.3亿光年之外，但考虑到研究人员观察到恒星碰撞的速度有多快，它可能在未来5到10年内对哈勃常数进行“非常精确的测量”。

引力波，或一个世纪前阿尔伯特·爱因斯坦预言的时空结构的涟漪，可能是确定更精确的哈勃常数的关键。

芝加哥大学(University of Chicago)说，当两颗大质量恒星相撞时，它们在时空结构中发出的涟漪可以在地球上探测到。

“通过测量这个信号，科学家可以得到碰撞恒星的质量和能量的信号。”

“当他们将这一读数与引力波的强度进行比较时，他们可以推断出它离我们有多远。”

科学家们说，测量引力波可以作为一种“更干净”的方式来推断宇宙膨胀的速度。

然而，人们担心科学家们多久能捕捉到这些宇宙碰撞，以及从中获得的数据有多可靠。

他们预测，一旦科学家们从中子星的碰撞中探测到25个读数，他们就能以惊人的准确率测量宇宙的膨胀，错误率为3%。

根据芝加哥大学的数据，200个读数可以将错误率进一步降低到1%。

他说：“当我们进入模拟环境时，我感到非常惊讶。他说，很明显，我们可以达到高精度，而且可以很快达到。”

对Ligo的升级计划意味着探测器的灵敏度将会更高。

这可能会导致他们能够收集到的“天文事件”的数量和距离增加，科学家们可以用这些数据来证实他们关于宇宙膨胀速度的假设。

论文的另一位作者玛雅•菲什巴赫(Maya Fishbach)说:“去年我们看到的撞击让我们很幸运——它离我们很近，所以相对容易找到和分析。”

“未来的探测距离会远得多，但一旦我们有了下一代望远镜，我们应该也能找到这些远距离探测所对应的事物。”

 

0