天文學家測定最精確宇宙膨脹速度:74公里/秒(組圖)

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來自: 搜狐科學

天文學家借助美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡估算出了迄今最精確的宇宙膨脹速率。

斯皮策望遠鏡通過紅外波段可透過塵埃對宇宙中的“造父變星”進行觀測，造父變星對於測算出宇宙的膨脹速率至關重要。

據國外媒體報道，美國一個天文學家團隊近日借助美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡估算出了迄今最精確的宇宙膨脹速率。

　　天文學家們目前認為，宇宙大爆炸發生在大約137億年前，因此，確定宇宙的膨脹速率對於了解宇宙年齡和宇宙大小非常關鍵。斯皮策太空望遠鏡的新測量方法是利用波長較長的紅外線對宇宙進行觀測，比通過可見光波段對宇宙進行觀測的哈勃太空望遠鏡的測量精確度更高，使宇宙膨脹速率的不確定度降低了3% 左右，是宇宙測量精確度上的巨大飛躍。

　　根據天文學家最新的計算結果顯示，新的哈勃常數值（即宇宙膨脹使得星系間被拉伸分開的速率）為74.3±2.1km/（s•Mpc），Mpc表示百萬秒差距，大約為300萬光年，即每增加300萬光年的距離，星系遠離地球的速度為每秒增大74.3千米，誤差為正負2.1千米。據悉，哈勃常數是根據美國著名天文學家埃德溫•哈勃（Edwin Hubble）的名字命名的，他在上個世紀二十年代首次發現我們的宇宙自從大爆炸發生後，就一直處於不斷膨脹的狀態中。

　　美國宇航局噴氣推進實驗室的科學家邁克爾•維爾納(Michael Werner)說：“斯皮策太空望遠鏡又一次完成了超越它設計要求的科學任務，首先，該望遠鏡探測遙遠系外行星的大氣的能力令人驚嘆，現在它成為一個寶貴的宇宙學工具。”

　　這項研究成果獲得了美國宇航局的威爾金森微波各向異性探測器的有關暗能量測量數據的幫助。暗能量是當前宇宙學研究的最大謎團之一。天文學家們在 90年代後期驚訝地發現，我們宇宙的膨脹速度實際上隨著時間的推移逐漸加快。為了了解宇宙是如何克服重力作用的，科學家在理論上認為一定是暗能量把宇宙間的各星系拉開。此項研究的負責人、美國卡內基天文台的科學家溫迪•弗里德曼（Wendy Freedman）說：“這是一個巨大的謎題。讓我們感到興奮的是我們可以使用斯皮策太空望遠鏡強大的觀測能力來解決宇宙學中的基本問題：目前狀態下宇宙的膨脹速率，以及測量宇宙中的暗能量的數量。”

　　斯皮策太空望遠鏡通過紅外波段對宇宙進行觀測，能夠改善過去使用哈勃望遠鏡可見光波段對哈勃常數的測定結果，其優勢是可透過塵埃對“造父變星” 進行觀測。據悉，造父變星是一類高光度周期性脈動變星，其亮度隨時間呈周期性變化。造父變星對於測算出宇宙的膨脹速率至關重要，因為它們與地球的距離可以很容易地測量出來。1908年，美國女天文學家亨麗埃塔•萊維特（Henrietta Leavitt）發現這些恆星遠離地球的速度與其亮度相關。為了使這一理論更形象化，想象一下，有一個人拿著一支蠟燭，當他離你越近，蠟燭看上去就越亮，他離你越遠，蠟燭看上去就越暗淡，蠟燭亮度可揭示他與你的距離。同樣的原理也適用於造父變星，它們是我們宇宙中的標準燭光。通過測量它們在天空中的亮度，再將這一亮度與其近距離時的亮度進行比較，天文學家們就可以計算出它們與地球的距離。

　　斯皮策望遠鏡在我們的銀河系中觀測到了10顆造父變星，在鄰近星系大麥哲倫星雲(Large Magellanic Cloud)中發現了80顆造父變星。如果沒有宇宙塵埃阻斷他們的視線，該天文學家團隊能夠獲得這些恆星更精確的視亮度。有了這些數據，研究人員就可以更精確地估計我們宇宙的膨脹速率。弗里德曼說：“就在十年前，在同一個句子同時使用‘精確’和‘宇宙學’是不可能的。現在我們正在談論的是百分之幾的準確率，這是很了不起的。”這項研究成果的報告將發表在《天體物理學雜志》上。