对整个天空进行了为期四年的调查,结果非常棒:我们已经证实,描述宇宙的年龄、膨胀速度、历史和内容的标准宇宙学模型确实是准确的。 四年来,欧洲南方天文台的普朗克卫星在天空中航行,不断扫描和收集数据,以便我们可以研究宇宙开始时整个天空的辐射。 现在,在任务结束五年后,最终数据已经完成。它是完全准确的。 普朗克卫星将辐射映射到微波波长上;这种辐射在大爆炸之后不久就产生了,是在我们宇宙的存在仅380000年的时候。 这是很重要的,因为这是我们最早的时刻。在这一点之前,宇宙已经完全黑暗和不透明,但是当它清除时,电磁辐射就会自由移动。 我们称这幅地图为宇宙微波背景(CMB);它最初是由光子引起的,随着宇宙的膨胀,光子被拉长到微波波长。 通过研究不同区域的在之间的差异和变化,天文学家可以计算宇宙的各种特征,随着时间的推移,宇宙的演化过程也会随着时间的推移而演变。他们就是这么做的。 CMB的第一张图片于2013年出版(上图),证实了宇宙学的标准模型。然后,第二个数据集以及分析结果在2015中发表(下图)。它们既包含温度,也包含偏振数据,但有一个警告。 普朗克科学家认为,在2015版本中的一些偏振数据的质量是缺乏的,并且可能不够好,不能用于宇宙学。 这就带来了这个新版本,叫做遗留版本。在这几年里,普朗克财团重新处理了这些数据,并将其与其他仪器、分析和试验所作的观测进行了比较。他们对结果感到满意。 意大利费拉拉大学的宇宙学家雷诺·曼多莱西(Reno Mandolesi)表示:“现在我们真的相信我们能够仅仅基于温度、仅仅基于偏振,或者基于两者来反演宇宙学模型。” 新数据仍然支持标准宇宙学模型,并且对科学家们来说更准确可靠。 该模型认为,这一模型是对宇宙的一个极好描述,包括星系的结构和分布、正常的非物质和冷暗物质的丰度、暗能量、以及宇宙开始时的膨胀阶段。 不过它并没有解决所有问题。 事实上,由于模型现在更加精确,它给出了一个有趣的难题:哈勃常数。 这就是宇宙膨胀速率的名称。最近,两架望远镜在太空中联合起来,使用了造父变星来确定哈勃常数,仅有2%的不确定性。 他们得到73.5公里(45.6英里)每秒每百万秒差距的速度。 问题在于,根据普朗克数据,哈勃常数是67.4公里(41.9英里)每秒每百万秒差距,不确定性不到1%。 由于没有一个令人满意的天体物理解决方案能够解释这种差异,这导致一些人建议我们需要某种“新物理”来解释它。但它也可能是更平凡的事情。 欧空局的普朗克项目科学家jan Tauber说:“目前我们不应该过于兴奋地发现新物理。相对较小的差异可以通过小误差和局部效应的结合来解释,但是我们需要不断提高我们的测量水平,并考虑更好的方法来解释。” |
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