银河系透镜证实了宇宙的年龄和大小 |
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![]() B1608+656星系系统阻挡了一个遥远的星系,并导致该遥远星系的光线绕过阻挡物。但是,光可以沿着两条或四条不同的路线中的一条在物体周围弯曲,从而使科学家收到的信息量增加一倍或四倍,而不是走单一的路径。当背景星系核的亮度波动时,物理学家可以测量来自四条不同路径的光的涨落。 宇宙的大小和年龄,以及它膨胀的速度,已经通过一种新的、精确的方法得到了证实,该方法利用星系的角度来观察其他星系。 新的测量结果证实了宇宙的年龄为137.5亿年,不到1.7亿年,也证实了暗能量的强度,暗能量是宇宙加速膨胀的原因。 当科学家们向外看宇宙时,很难区分远处非常明亮的光线和离地球更近的昏暗光源。 为了解决这个问题,一组研究人员使用了一种名为引力分析的技术,以及哈勃太空望远镜的数据,测量了光从一个明亮活跃的星系沿着不同的路径到达地球的距离。研究人员不仅可以利用这些观测结果推断星系的距离,还可以推断宇宙的整体规模及其膨胀的一些细节。 尺寸和年龄 天体物理学家经常用一个称为Hubble常数的量来表示宇宙的大小,Hubble常数描述了宇宙中星系相互远离的速度。 “我们很早就知道透镜能够对哈勃常数进行物理测量,”卡夫利粒子天体物理与宇宙学研究所(KIPAC)研究人员的团队成员PhilMarshall说。但引力透镜从未以如此精确的方式被使用过。 这项新的测量为哈勃常数提供了一种与长期以来建立的工具一样精确的测量方法,如观测超新星(通常被用作宇宙距离的“标准蜡烛”)和宇宙微波背景,即大爆炸的残余辐射。 哈勃太空望远镜获得的哈勃常数目前最为广泛接受的值是每秒72公里/百万秒差距。 马歇尔说:“引力透镜已经成为天体物理学家工具包中的一种竞争工具。” 它是如何工作的 引力透镜的工作原理是这样的:当一个像星系这样的大型近旁物体阻挡了一个遥远的物体,比如另一个星系时,光线可以绕过阻挡物。 但是,光可以沿着两条或四条不同的路线中的一条绕物体弯曲,从而使科学家收到的信息量增加一倍或四倍,而不是走单一的路径。当背景星系核的亮度波动时,物理学家可以测量来自四条不同路径的光的涨落。 尽管研究人员不知道光是何时离开光源的,但他们仍然可以比较到达时间。 马歇尔把它比作四辆汽车在一个大城市的两侧行驶四个不同的路线。就像汽车遇到交通堵塞一样,灯光也会遇到延误。 马歇尔说:“大城市的交通密度就像透镜星系的质量密度。”“如果你走的路很长,就不需要导致更长的延迟时间。有时距离越短,速度就越慢。” 引力透镜方程考虑了距离和密度等所有变量,并更好地了解了光何时离开背景星系以及它行进了多远。 天文学家说,这项技术现在更精确了,哈勃常数的一些更准确的值和该常数值的不确定性可以可靠地确定。 这项研究将在3月份的《天体物理杂志》上详细介绍。 |