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64億公裏外的太空,出現了我們從未見過的太空,宇宙論或被改寫?


張三的科普記:優質科學領域創作者綜述美國航天局在年與佛羅裏達州的肯尼迪航天發射中心,發射了一顆新地平線號探測器,主要任務是探測冥王星以及其衛...

- 2021年12月02日01時55分
- 科學文摘 /

張三的科普記17:59優質科學領域創作者

綜述

美國航天局在2006年與佛羅裏達州的肯尼迪航天發射中心,發射了一顆新地平線號探測器,主要任務是探測冥王星以及其衛星卡戎,以及位於柯伊柏帶的小行星們。這次任務結束後,探測器會帶著人類的使命向更遠的宇宙深處探索過去。

2019年的時候,一艘名為新視野號的宇宙飛船刷新了人類對宇宙探索的最遠距離,抵達了一顆名為“天涯海角”的小型行星,它與地球足足相距64億公裏。

隨後相關的科研人員經過觀察發現,太陽系外的宇宙竟然比我們想象中要亮許多,這讓一眾學者感到疑惑,根據現有的理論,他們根本無法解釋光線究竟從何而來,難道宇宙理論要被重新改寫嗎?

估算宇宙亮度

關於宇宙的起源,天文學家們大多認為,宇宙來自一場大爆炸之後,根據現有的理論,主要通過哈勃常數以及宇宙的年齡,我們就可以估算出宇宙的大小。

只要根據三次通過哈勃望遠鏡觀測的天空,拍攝下的照片顯示出來的星系密度,推算出整片的天體密度,學者就可以得到整個宇宙的亮度。

但這個理論還處於證實之中,因為雖然有探測器不斷傳回太空的照片,但只要在太陽系內,傳回來的照片就會受到太陽光線的汙染,就像近地軌道上受到的黃道光汙染一樣。

黃道光是來自隨著太陽公轉時,在黃道面處塵埃的反光,所以離太陽越近,影響就越大,而新視野帶著人類的使命抵達了目前的最遠處,無疑是科學家們驗證理論的最好選擇。

於是,在新視野號抵到最遠處的時候,科學家們就開始了數據的傳回以及驗證工作,不過這時候,新視野仍舊沒有駛離太陽系,還處在太陽系外圍的範圍之中,不過科學家們大概也等不及了,不經真正離開估計還有好幾年的時間,便暫時忽略微弱太陽的影響。

實驗結果

但是由於距離遙遠,64億公裏之外通過信號返還回來,都需要六個小時的時間,科學家一邊忐忑不安一邊興奮地迎接即將到來的數據。

經過對比和計算,最後實際的結果卻讓他們大吃一驚,因為傳回來的宇宙背景比科學家模擬出來模型的亮了不少,足足有兩倍之差。

經過分析,科學家覺得大概有兩點可能影響的因素。其一,實際上太陽系外圍的氣體雲分子與科學家預估的相比要高出許多。因為這些氣體雲分子中的顆粒都能夠反射陽光,從而導致宇宙背景亮度偏高。

其二,那就是科學家們預估的這片星系的天體密度是不准確的,實際星系密度會大出許多,這樣在宇宙平均密度和質量不變的情況下,宇宙會因為暗物質比預估的少,而偏亮。

對於前一個影響來說,它將會影響到天體形成的模型,而後一種卻是科學家不想也最不願意看到的一種情況。

暗物質和暗能量

暗能量就是為宇宙運動提供動力的一種能量,它既不能反射光也不能吸收光,人類憑借目前的手段並不能監測到它們的存在。

暗物質是一種完全不合電磁力發生關系的東西,但它可以很好的解決爆炸理論中的各種矛盾之處,對很多理論以及結構的形成都至關重要,但它具有和暗能量同樣的性質,無法被觀察到。

據研究,宇宙中充斥著暗物質以及暗能量,前者占比百分之26.8,後者占比百分之68.3,我們能夠通過肉眼觀測到的實體,只占宇宙總物質的百分之4.9。

科學家發現有很多星系的自轉速度與理論不太一樣,很有可能就是一些暗物質搗的鬼。

就在去年的十一月份,來自美國的加州大學的以為天文學家以及他的小組,采用了一個名叫GalWeight的技術,對宇宙物質的占比重新進行了計算,結果卻發現暗能量的占比達到了百分之68.5,也就是說暗能量的比重正在慢慢增大。

也就是說,人類目前建立的宇宙模型,將受到一個前所未有的挑戰,而奧爾特雲之中殘留的能量和物質,可能超乎我們的想象。

小結

因為人類無法親自前往這麼遙遠的地方進行觀察,所以只能通過科學技術的方式,作為人類的眼睛,探索宇宙更深的地方。

在這個過程中,它幫助我們對宇宙建立了更深的理解,獲取了更豐富的數據,讓科學家們可以建立和不斷完善,形成一個更加精准的宇宙模型。

但是同時,宇宙中充滿著各種未知,或許還存在很多我們並不知道的物質,會導致它傳回來的信息產生誤差和幹擾。

而我們得到的信息有限,數據也有誤差,這在研究的道路上造成了極大的阻礙,包括有關暗物質以及暗能量,人類也只是猜測到了它們的存在,只能根據一些數據來預測和分析,並不知道進行直接捕捉。

或許再過多少年,人類的科技不斷突破,就能為我們帶來一些好消息回來。


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