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科学:宇宙会永远扩展吗?

作者:蒋抒论    发布时间:2018-01-11 01:02:18    

伯克利的KEN CROSWELL表示,美国的两位天文学家说,宇宙可能只有一小部分质量可以阻止和逆转它的膨胀如果他们是正确的,理论家将不得不放弃“通货膨胀”,这是他们最珍视的宇宙起源模型这要求宇宙既不会坍塌也不会永远膨胀,而是在这些可能性之间徘徊天文学家用称为欧米茄的数量来表达宇宙的质量如果欧米茄大于1,宇宙是如此巨大,以至于其所有物质的引力将最终停止其膨胀并导致宇宙崩溃如果imega小于1,宇宙将永远扩展大多数理论宇宙学家认为欧米茄正好是1,但许多观测天文学家认为欧米茄只有0.2或0.3新泽西州普林斯顿大学的Neta Bahcall和Renyue Cen使用计算机模拟含有不同物质的宇宙他们想要确定他们需要多少物质才能模拟观测到的星系团的特性 Bahcall和Cen认为他们模型中的大部分质量都是冷暗物质的形式,它由缓慢移动的非发光体组成许多天文学家认为这种物质占宇宙质量的大部分 Bahcall和Cen的模拟使用了1560万个冷暗物质粒子,远远超过之前的任何模拟科学家跟踪每个模拟宇宙的演化,因为它膨胀,并且粒子在彼此相互作用力的作用下聚集在一起在他们的模拟宇宙中,Bahcall和Cen发现当欧米伽等于1时,出现的星系团与真实宇宙中的星系团大不相同特别是,产生了大量已知存在的大质量星系团而且,星系团并不像现实中那样彼此靠近这个问题困扰着其他使用较少数量粒子的计算机模拟为了解决omega等于1的宇宙所带来的一些问题,宇宙学家认为发光物质(如星系)可能比暗物质更加聚集在一起但是Bahcall和Cen说,即使发光和暗物质的分布不同,所有omega等于1的模拟宇宙都无法再现观测到的星系团的特性但是Bahcall和Cen在模拟方面取得了成功,其中欧米茄大约为0.25在这个模拟中,星系团产生了与真实星系团的质量和星团聚集倾向相匹配的星系团此外,在这个低密度宇宙中,发光物质的分布与暗物质的分布相似欧米茄较小的结果与各个星系团的观测结果一致通过测量星系团中星系的运动,天文学家可以推断出星团的质量,因为星团必须有足够的质量来阻止星系分开这些研究通常发现欧米茄在0.2到0.3之间,这就是大多数观察者认为欧米茄具有这种价值的原因但是,Bahcall和Cen的结果对宇宙起源的流行通货膨胀模型构成了一个主要问题根据通货膨胀,宇宙在大爆炸后仅仅几分之一秒就大幅扩张在最简单的形式中,通货膨胀预测欧米茄是1,大多数理论宇宙学家认为欧米茄具有这个价值 Bahcall和Cen说,拯救通货膨胀的唯一方法就是使用所谓的宇宙学常数,然后被阿尔伯特爱因斯坦引入然后抛弃宇宙常数是空空间能量的量度,并提供反对星系间引力的排斥力大多数宇宙学家对宇宙常数感到不安,因此认为它是零然而,如果它不是零,它所代表的能量就算是质量,因为正如爱因斯坦所表明的那样,质量和能量是等价的宇宙常数L可以拯救通货膨胀理论,然后预测欧米茄和L的总和为1.如果λ为0.25,则宇宙常数必须是通胀的三倍因此,如果Bahcall和Cen是正确的,宇宙学家必须面对两种不愉快的可能性中的至少一种:通货膨胀是错误的,

 

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