暗能量可能正在變強,宇宙的撕裂不可避免?

NASA / CXC / 佛羅倫薩大學 / G.Risaliti / E.Lusso

主宰宇宙加速膨脹的暗能量,其密度(強度)究竟會不會隨着時間的推移而發生變化?天文學家莫衷一是。

但最近一些天文學家,通過錢德拉X射線空間天文臺和XMM牛頓太空望遠鏡發現,至少在宇宙的極早期,暗能量的密度不但會發生變化,而且還處在一個逐漸變大的過程中。

暗能量是20年前被首次發現的。當時天文學家在測量超新星的距離時,發現宇宙的膨脹正在加速。這一現象似乎表明,空間本身擁有一種神祕的能量;而且這種加速,至少在90億年前就已經開始了。

暗能量可能正在變強,宇宙的撕裂不可避免?

現在,天文學家又發明了一種新的方法,來測量更加遙遠的天體和我們之間的距離。

這種方法利用了遙遠的類星體。在類星體產生的紫外輻射中,有一部分會與類星體所在星系中心超大質量黑洞周邊的熾熱氣體雲相互作用。它們會通過這種相互作用,獲得更高的能量,並轉化成X射線。因此,類星體產生的紫外輻射量和它的X射線輻射量之間有一種對應關係,且這種對應關係和類星體的總體亮度有關。

根據這一原理,天文學家可以把類星體當成一種新型的標準燭光。只要知道類星體的亮度,就能通過觀測到的輻射量,計算出這個類星體和地球之間的距離。

暗能量可能正在變強,宇宙的撕裂不可避免?

天文學家對這種方法很有信心。他們用這種方法對1598個經過篩選的類星體進行了分析,並用所獲信息,對極早期宇宙的膨脹速率進行了計算和研究。結果發現,極早期宇宙的暗能量密度,有隨時間推移而變大的跡象。

暗能量如何變化,決定了宇宙的命運。我們不知道暗能量未來會發生什麼樣的變化,是增強?減弱?還是不變?假如暗能量一直增強下去,那麼不但宇宙的膨脹速度會越來越快,宇宙中的一切也都會被撕裂,包括每一個粒子,乃至時空本身。

這些天文學家的論文刊登在1月28日的《自然:天文學》雜誌上。

參閱:https://arxiv.org/abs/1811.02590

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