宇宙有多重?美媒:相互矛盾的答案暗示出新物

  美媒称,“称量”宇宙的两种迥异方式产生大相径庭的结果。假如更精确的测量不能消除这种差异,物理学家们可能就不得不修改我们对宇宙的最佳描述——标准宇宙模型。

  据《科学美国人》网站5月12日报道,德国波鸿鲁尔大学的天文学家亨德里克·希尔德布兰特说:“如果真的由此可见标准模型坍塌,那有可能是革命性的。”

  报道称,过去几年里,对所谓“哈勃常数”、即当今宇宙膨胀速度的两项独立计算结果,也对标准模型的正确性提出类似担忧。那两项测量结果也不一致,造成了人们所称的“哈勃矛盾”。

  新的差异被称为“西格玛-8矛盾”,涉及测量宇宙中物质的密度和它的聚集程度而非均匀分布情况。这个结果用一个名叫西格玛-8的参数来概述。为了计算西格玛-8,希尔德布兰特和他的同事们探究了一种名叫弱引力透镜的效应,即来自遥远星系的光因为星系与地球之间物质的引力而在进入我们的望远镜时稍稍偏折。

  由此产生的扭曲变形很小,基本不会改变单个星系的形状。但是,如果你对某一片天空中数万个星系的形状取平均值,一个微透镜信号就会突显出来。假设星系与地球相比的朝向应当是随机的,那它们的平均形状就应该接近圆形——也就是说,没有微透镜效应。但由于这个效应的轻微扭曲变形,其平均形状偏向椭圆。

  天文学家利用这个信号估算大片天空中视线所及各个星系丰富区域内干预物质(包括正常物质和暗物质)的数量和分布情况。换句话说,他们设法测量了物质的宇宙密度。

  但准确做到这一点还需要另外一条信息:所研究的每个星系的距离。通常情况下,天文学家计算另一个星系的距离要找到其光谱红移,也就是这个星系有多少光被转移到光谱中较长波长的红端。红移越大,物体就离得越远。

  然而,面对数以百万计的星系,测量单个光谱红移的做法效率极低。因此,希尔德布兰特的团队采用了一种被称为测光红移的方法,以从可见光到近红外线的不同波长拍摄同一片天空的多张图像。研究人员利用这些图像估算了每个星系的红移情况。希尔德布兰特说:“它们不如传统的光谱红移法,但就望远镜时间而言要高效得多。”(编译/何金娥)

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