宇宙在膨胀,哈勃常数是用来描述这个速度的

最近有项新研究弄明白了:咱们周边这块的宇宙膨胀,速度好像比以前大家想得慢一些。IT之家3月17号报道了这事,说科学家发现本地宇宙的膨胀速率没那么高了。这是两项独立研究的结果,它们要是成立,说不定能帮天文学家解开个大麻烦,就是那个让人头疼的“哈勃张力”。 所谓哈勃常数,其实是埃德温·哈勃命名的物理量。他在20世纪初搞明白了宇宙在膨胀,哈勃常数就是用来描述这个速度的。可问题来了:拿附近的东西量出来的哈勃常数,跟用宇宙微波背景(CMB)推出来的不太一样。宇宙微波背景是大爆炸后最初的光线,科学家先盯着它看,再顺着标准模型——也就是ΛCDM(Λ冷暗物质)模型往前倒推哈勃常数。虽然两边的精度都越来越高了,这差值还是没消失。 这事儿真让人着急,这就好像咱们做菜的配方里缺了什么关键材料似的。好多天文学家觉得得再找个第三种办法来填平这个坑,或者干脆说明白为啥会有分歧。 这两个新研究琢磨了个新招:给附近的两个星系群数数看。星系群里的星星一方面受彼此引力拽着跑,另一方面又被空间膨胀拉扯着分开。结果发现咱们这边的宇宙确实比以前算的膨胀得慢。 这个办法不光让近域宇宙的哈勃常数跟CMB的结果靠得更近了点,还说明解释观测和运动不用那么多暗物质了。团队分析了两个大家伙:一个是半人马座A星系群(除了咱们银河系最近的邻居),另一个是M81星系群。他们没拿Ia型超新星或CMB来测常数,而是利用星星在引力和宇宙膨胀拉扯下的平衡运动算出来的。 天文学家看出来了:半人马座A星系群里的几十个矮星系其实不归同名的那个大椭圆星系管,而是和M83组成了双星系统;而M81星系群早被认出来是一对双星(M81和M82)。虽然M81结构挺规整,但它100万光年大的内部区域比周围环境偏了34度。而且它1000万光年的样子跟半人马座A所在的那个大片状结构方向一致。 两个团队还发现:这俩星系群的环境挺像的,最亮的星星占了大部分质量。所以里面所有星星的运动都能看成是这些亮星的引力和宇宙流在一块儿使劲的结果。 这跟模拟预测的有点反着来:星系群不用非得被个大得无边无沿的暗物质晕包起来才行。 那哈勃常数到底多少呢?单位是千米/秒/百万秒差距(km/s/Mpc)。1百万秒差距大概330万光年。现在用Ia型超新星测得大约73,用CMB测得68,而这次结果是64。 这说明哈勃张力可能部分是测的方法有问题。不用非得搞个什么新东西出来就能解决它——咱们手头现有的物理工具就够了。 当然要彻底改现有的理论还得好多年。现在这方法也就用来对付两个近点的星系群,“哈勃张力”估计还得是科学家们头疼一阵子的难题。下一步计划是把这个方法推广到更广阔的地方去。等4米多目标光谱望远镜(4MOST)下次发数据的时候,这事儿说不定就有谱了。 这两个研究成果都发在《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)期刊上了。