天文學家發表迄今最完整 3D 宇宙地圖,填補宇宙歷史中段空白

作者 | 發布日期 2020 年 07 月 22 日 17:40 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


宇宙全貌長什麼樣?一個國際天文團隊發表了迄今為止最詳細的宇宙 3D 地圖,囊括超過 200 萬個星系和超亮類星體的位置與距離,告訴我們宇宙在 110 億年內的演化史。

由於成千上萬名科學家測量過大爆炸後不久產生的元素相對量,還測量過宇宙微波背景輻射(CMBR),因此我們了解宇宙最早期的狀態;透過星系圖與測量造父變星距離,我們也知道近 10 億光年內宇宙的膨脹率,然而中段的 110 億光年有何面貌?仍是個空白巨大鴻溝,由於距離超過幾億光年的星系光芒變得相當微弱,因此目前科學家對中層宇宙膨脹的研究還很少。

為了彌補這段空白,來自世界各地 100 多名科學家組成國際團隊,利用史隆數位巡天調查(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)長達 6 年的「eBOSS」調查數據,研究數百萬個遙遠星系、類星體(由超餓超大質量黑洞所驅動的極明亮物體)的紅移,發現大約 60 億年前起宇宙膨脹開始加速,科學家認為這種加速膨脹現象與「暗能量」有關,與愛因斯坦的廣義相對論一致,但無法與目前的粒子物理學調和。

有趣的是,新 eBOSS 數據讓宇宙膨脹率(即哈勃常數)變得更複雜了。與早期宇宙相比,本地宇宙(即最近)的膨脹率似乎存在差異,相差多達 10%。洛桑聯邦理工學院(EPFL)團隊認為 eBOSS 數據精度極高,來源也很多樣,這 10% 差異不太可能是隨機出現的。

目前,天文學家尚不清楚為什麼本地宇宙和早期宇宙之間的膨脹率有所不同,但是可能與當時存在未知形式的能量或物質有關。我們繪製出迄今為止最全面的宇宙全圖,但也再次提醒了我們宇宙中還有多少我們未知的奧秘。

與 eBOSS 數據相關的 23 篇新論文預印本皆已發表到《arXiv》網站,可免費閱覽。

(首圖來源:EPFL 影片截圖)