宇宙間距離動輒上億光年,科學家如何測量如何浩瀚的距離和時間?
從大爆炸創造出了宇宙的那一刻開始,空間就一直在膨脹,從未停下腳步,帶著星系一路前行。星系間的空間正在膨脹,但是星系本身並沒有膨脹,太陽系沒有膨脹,地球也沒有膨脹。
哈勃在1929年第一個發現星系在遠離銀河系,基於了解到較為遙遠的星系遠離我們的速度比較近的星系更快,他意識到自己可以通過研究它們經過稜鏡的波長來測量它們的速度,這就是所謂的「紅移測量」,它還被用於測量空間的距離。
幾年前,天文學家決定用紅移測量來測定宇宙的膨脹史,但是該如何測量宇宙的整個膨脹史呢?如何才能回到120億年前呢?
如果能夠看到更遙遠的星系,就看到了它們在更早時期的模樣了。為了測量膨脹的歷史,科學家利用1A類超新星作為他們的標準燭光。舉個例子,標準燭光可能就是一個100瓦的燈泡,你可以將燈泡這樣的東西安防在房間四處與你不同距離的地方,較遠的燈泡就會顯得較昏暗,較近的就會顯得明亮。
1A類超新星,它始終恆定地發光,無論它們身處太空的何處。利用1A類超新星,上世紀90年代分別有兩個研究小組來測量宇宙的減速速度。然而為了在超新星出現時捕捉到它們,天文學家必須緊盯宇宙不放。
通過將遙遠的1A類超新星的亮度對比比較近的星系裡的1A類超新星的亮度,科學家們就能夠得出遙遠星系的距離,隨著時間的積累,我們就可以回顧宇宙的歷史。
在兩個小組得到了60個1A類超新星的研究結果後,科學家被他們的結果震驚了,宇宙並沒有放慢腳步,其膨脹還在加速。之前我們都預計膨脹隨著時間的推移會減緩,因為畢竟所有的星系都在相互吸引,科學家們也非常肯定他們將測量到宇宙放慢的速度,但是他們的發現卻是相反的。
科學家們一度懷疑他們測量的結果是錯誤的,再次檢查了測量的成果,做了分析報告,但得到的還是那樣的結果。
這個驅動宇宙的排斥力就叫做暗能量,一種無形的能量,誰都沒有料到的無法理解的東西,它表明在宇宙的最大距離範圍內,存在著一種排斥力,超過了引力。
暗能量在創造空間,拉著星系一路往前。就如同你往高空扔出一個蘋果,它不但沒有落下來,而且加速飛向太空中,如此不可思議!就像加速飛行的蘋果一樣,星系被一路帶到了創造出來的更大的空間里。
暗能量完全不同於暗物質,它不會像星團里的星系或星系裡的恆星那樣抱團,相反,它表現出相當的均勻,科學家們發現了等量的加速度,無論從哪個方向看都是如此。暗能量是虛無的能量,看不見摸不著,虛無縹緲之中的能量,將星系推開,創造失控的宇宙。
※它不發光也不吸收光是如何被發現的?緣於星系邊緣的星體異常活動
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