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分享 網管 - 科學新知 | 2019-04-30 | 人氣:55

  2019年04月29日

美國天文學家利用哈伯太空望遠鏡所量測的資料證實,宇宙的膨脹速度比先前預期的快了9%。圖為地面望遠鏡所拍攝的大麥哲倫星系圖片,再嵌入哈伯太空望遠鏡所拍攝的眾多恆星圖片,其中包括造父變星。(NASA)

天文學家表示,美國國家航空航天局(NASA)的哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)所取得的量測資料證實,宇宙正在加速膨脹,而其膨脹速度比先前基於大爆炸後的軌道所預測的快了大約9%。

在美國約翰‧霍普金斯大學(Johns Hopkins University)天體物理學家、諾貝爾物理學獎得主黎斯(Adam Riess)所主導的一項研究中,研究人員分析了鄰近星系——大麥哲倫星系(Large Magellanic Cloud)中的70顆恆星的星光。

研究人員使用新的方法,可以迅速取得這些恆星的圖片。這些被稱為造父變星(Cepheid variable stars)的恆星會以可預期的速率變亮和變暗,所以被用來作為量測鄰近天體距離的基準。

在一般的方法中,哈伯太空望遠鏡每90分鐘繞行地球一圈只能觀測一顆恆星,相當耗費時間。而在新方法中,研究人員把哈伯太空望遠鏡當作拍攝造父變星的傻瓜相機(point-and-shoot camera,亦即隨拍相機),進而能在一般只能觀測一顆恆星的時間裡觀測到十幾顆造父變星。

有了這些新資料,黎斯與其團隊便能強化宇宙距離梯度(cosmic distance ladder)的基礎,並據此計算哈伯常數(Hubble constant)。所謂宇宙距離梯度是用來決定宇宙內天體距離的方法,而哈伯常數則代表宇宙隨時間膨脹得有多快。

研究團隊將新資料與其它觀測方法取得的資料相結合,這有助於修正造父變星的真實亮度。而藉由這些比較正確的結果,該團隊可以讓宇宙距離梯度中的剩下部分更精確,亦即藉由超新星延伸到更深遠的宇宙中。

天文學家先前依據對初期宇宙的觀察與對現今宇宙的認知所預測的哈伯常數為67公里/秒/百萬秒差距(km/s/Mpc)。如今,新方法取得的哈伯常數為74公里/秒/百萬秒差距,這意味著宇宙膨脹速度比原先預期的快9%。

黎斯不知道這樣的差異為何存在,但他的團隊將持續微調哈伯常數,其目標是使不確定性降至1%。這些最近的量測已經使宇宙膨脹率的不確定性從2001年的10%降至2009年的5%,再降到這項研究的1.9%。

上述研究於4月25日發表在《天體物理學雜誌通訊》(Astrophysical Journal Letters,又稱《天文物理期刊通訊》)上。

原文網址:http://www.epochtimes.com/b5/19/4/29/n11221629.htm