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Ia型超新星或许并不靠谱,宇宙膨胀速度遭受质疑,暗物质还存在吗

 姿势分子_ 2020-02-20

大家好,我们在【科学有道理】系列,介绍过科学家测量宇宙天体距离的方法。其中,有一个方法非常实用,那就是利用Ia型超新星来测量。今天,是【科学有道理·番外篇】,看一看Ia型超新星到底靠不靠谱。

如果你已经忘了,我们再简单回顾一下:Ia型超新星是一种特殊的超新星,其前身是一个双星系统,包含一颗白矮星和一颗主序星或者红巨星这些尚未死亡的恒星。由于白矮星的引力比较强,所以它可以将伴星的物质掳掠到自己身上来享用,也就是大家昵称的“吸血鬼恒星”。

随着吸收的物质越来越多,这颗白矮星的质量达到太阳的1.4倍时,它会被重新“点亮”。接下来,白矮星内部的碳和氧就会被迫发生新的聚变反应,形成放射性元素镍。正是镍的衰变,让这颗白矮星变得异常明亮。

就像我们说的,这颗白矮星重新聚变的临界点,就是1.4倍太阳质量。而这种超新星的亮度,又与质量直接挂钩。所以说,在它爆发的时候,我们就可以知道它的质量和实际的亮度。然后利用实际亮度和肉眼看到的视觉亮度进行换算,就能知道它以及它附近的天体和我们的距离了。

这个方法,可以说是非常巧妙了,也是科学家们长期以来一直使用的方法。

不过,最近,韩国延世大学的科学家对此提出了质疑:Ia型超新星,真的那么标准吗?

就像我们上面说的,科学家通常认为,Ia型超新星的亮度是由于其质量的临界点所固定的。可是,提出质疑的科学家认为,影响Ia型超新星亮度的,恐怕并不仅仅是质量那么简单。

他们认为,Ia型超新星的亮度,除了质量之外,还有其他因素。而且,即使加上这些因素,其亮度也不是它自己能够说了算的,还要受到它周围的恒星族群所影响,比如周围恒星的形成速率、超新星自己的形态等等。

这些科学家将已知的Ia型超新星进行了一次大规模的光谱观测,当他们把这些超新星的光度进行标准化,惊奇地发现,它们的亮度和所在恒星族群的亮度有着非常高的相关性,这个研究的置信度,高达95%。

实际上,这已经不是科学家第一次质疑Ia型超新星的标准了。有些科学家认为,超新星的金属丰度、自转、伴星性质或者消光等因素在内,都可能对超新星的亮度有影响。就比如它和我们之间,如果有一层肉眼看不见的星云遮挡,虽然不至于让它消失在我们视线里,但是亮度肯定会下降,这就可能导致我们的计算发生偏差。这一点就不如造父变星来得靠谱,因为造父变星的亮度是和它的光变周期严格挂钩的,不论什么东西遮挡,时间是不会乱的,所以亮度也可以稳定地计算。

Ia型超新星如果不再标准,那可不是小事,因为这意味着我们对于天体距离的测量出现了问题。而如果这些天体的距离数据是错的,那么我们基于这些数字而进行的宇宙膨胀速度的计算也将被推翻。而宇宙的膨胀速度,正是暗能量、暗物质和可见物质博弈的宏观现象。

甚至有人认为:如果Ia型超新星的亮度被我们误解得太过于离谱,甚至可能蒙蔽了我们的认知。夸张地说,也许暗物质和暗能量本就不存在,只是当初计算失误所导致的推论。

真的如此吗?

其实不然。

科学家告诉我们,虽然最初对于暗物质和暗能量的推论的确与此有关,但科学家本身是不容易说服的,是后来其他的观测结果和数据,一同佐证了暗物质的猜想,我们今天才如此确信它们的存在。因此,即使Ia型超新星的论据被推翻,其他论据还在,暗物质还是存在的。

那么,另一个问题是:如果Ia型超新星不标准,我们还能测量宇宙天体的距离吗?

科学家介绍说:除了Ia型超新星伽马暴、类星体和引力波等天体或者现象也都可以用来测量宇宙距离,只不过目前人类发现得比较少,所以这些方法都还没有完善,暂时来看,还是要依赖于Ia型超新星。

当然,Ia型超新星到底靠不靠谱,我们暂时还很难说得清。搞不好哪一天,它的理论真的会被推翻。到时候,我们恐怕要重新认识一下这个宇宙了。

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