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暗能量正在迫使宇宙膨脹這座新天文臺(tái)可能會(huì)向我們展示

發(fā)表于 2025-12-06 21:28:54 來源：桑間濮上網(wǎng)

在魯賓天文臺(tái)的量正剪影后面，發(fā)光的迫使膨脹銀河和數(shù)百顆星星橫貫天空。（圖片來源:uux.cn/布魯諾·金特）
（神秘的宇宙石家莊提包夜美女（電話微信180-4582-8235）一二線城市外圍模特伴游預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源覆蓋全國地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（莫妮莎·拉維塞蒂）：由于暗能量的存在，我們的座新展示宇宙像一個(gè)不可摧毀的氣球一樣向四面八方擴(kuò)散，這種力量對人類來說是天文臺(tái)完全隱藏的。狄龍·布勞特是向們一名天體物理學(xué)家，他試圖弄清楚這一切。量正
布勞特希望揭示不可見宇宙和可見宇宙之間存在的迫使膨脹奇怪關(guān)聯(lián)，了解時(shí)空結(jié)構(gòu)是宇宙如何流動(dòng)的，或許最終揭示導(dǎo)致宇宙越來越快地向外膨脹的座新展示原因。
為此，天文臺(tái)他收集超新星。向們
然而，量正在挑選哪些超新星加入書架時(shí)，迫使膨脹布勞特并不是宇宙對它們都感興趣。這些恒星爆炸通常分為兩大類:2型和1a型。布勞特想要1a型，他的石家莊提包夜美女（電話微信180-4582-8235）一二線城市外圍模特伴游預(yù)約、空姐、模特、留學(xué)生、熟女、白領(lǐng)、老師、優(yōu)質(zhì)資源覆蓋全國理由其實(shí)很簡單:
“它們并不完全相同，但非常相似，”他告訴Space.com。
本質(zhì)上，要解決上述所有空間之謎，你需要在宇宙學(xué)尺度上測量一些距離。例如，只有到那時(shí)你才能知道暗能量迫使空間膨脹的程度和速度。從那里逆向計(jì)算，也許你也能了解到一些暗能量本身的性質(zhì)。然而，為了測量如此宏大的距離和難以捉摸的概念，為了探索我們可以看到多遠(yuǎn)以及那個(gè)點(diǎn)可以移動(dòng)多遠(yuǎn)，你仍然需要像尺子這樣基本的東西。
幸運(yùn)的是，由于1a型超新星的亮度和一般行為如此標(biāo)準(zhǔn)化，它們就像一把光年長的尺子在太空中穿梭。事實(shí)上，由于這個(gè)原因，天文學(xué)家喜歡稱它們?yōu)椤皹?biāo)準(zhǔn)蠟燭”。它們是完美的燈塔，指引我們校準(zhǔn)方程式并尋找答案。我們越多越好。
暗能量正在迫使宇宙膨脹這座新天文臺(tái)可能會(huì)向我們展示

1a型超新星的影像。（圖片來源:uux.cn/美國國家航空航天局）
為了追求效率和準(zhǔn)確性，布勞特通過采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法來盡可能多地搜尋1a型超新星，從而充實(shí)了他的超新星收藏。（1a類標(biāo)準(zhǔn)化有幫助的另一個(gè)原因。一致的算法喜歡一致性。)
他是暗能量調(diào)查合作的一部分，本月早些時(shí)候，該團(tuán)隊(duì)宣布他們的算法成功檢測到了1500個(gè)這種發(fā)光的天然標(biāo)記——僅用了五年時(shí)間。這是一件大事。作為背景，Brout說科學(xué)家們花了30年的時(shí)間進(jìn)行常規(guī)的1a型搜索（也就是通過使用可靠的光譜儀）才找到了之前的1500名受試者。DES在大約六分之一的時(shí)間內(nèi)得到了相同的結(jié)果。
“使DES如此特別的一個(gè)主要原因是它覆蓋了天空中如此大的區(qū)域，”Brout說，并補(bǔ)充說他足夠信任他的算法，可以說交叉檢查相同的參數(shù)或多或少是不需要的。
但是事情將會(huì)變得更加嚴(yán)重。
盡管DES產(chǎn)生了數(shù)量驚人的1a型衛(wèi)星，但其相關(guān)儀器暗能量相機(jī)只能覆蓋30平方度的天空。布勞特說，這只是相對較小的一部分。進(jìn)入:魯賓天文臺(tái)。
或者，更具體地說，從明年開始，將部分使用最先進(jìn)的LSST相機(jī)來創(chuàng)建空間和時(shí)間的遺產(chǎn)調(diào)查。
暗能量正在迫使宇宙膨脹這座新天文臺(tái)可能會(huì)向我們展示

容納暗能量相機(jī)的布蘭科望遠(yuǎn)鏡圓頂。（圖片來源:uux.cn/費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室Reidar Hahn）
“LSST將觀測整個(gè)可觀測的南方夜空，”布勞特說。“你將從德斯發(fā)現(xiàn)1500個(gè)警報(bào)到LSST發(fā)現(xiàn)100萬個(gè)警報(bào)，我們將過濾掉這些警報(bào)，希望使用機(jī)器學(xué)習(xí)和其他算法獲得幾十萬個(gè)1a型超新星。”
一個(gè)有待回答的具體問題
該天文臺(tái)的建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)理維克多·克拉本丹在2024年1月舉行的第243屆美國天文學(xué)會(huì)會(huì)議上表示，幸運(yùn)的是，魯賓天文臺(tái)正式走上軌道，將于今年晚些時(shí)候全部建成，LSST將于明年初至中旬從智利山頂開始旅程。“我們已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際建設(shè)階段大約10年了，”他說。“太陽落山了，我們越來越近了。”
事實(shí)上，布魯特已經(jīng)有一個(gè)特殊的難題等待LSST解決。
隨著本月宣布的1500顆1a型超新星的主要發(fā)現(xiàn)，布勞特和其他研究人員在一定程度上證實(shí)了我們目前所知的“宇宙常數(shù)”，你可以認(rèn)為宇宙常數(shù)是宇宙膨脹方程中代表暗能量的值。它解釋了正常物理學(xué)無法完全解釋的加速度。這一“確認(rèn)”起初聽起來可能令人失望，但在某種程度上，這是相當(dāng)好的進(jìn)展。這意味著對宇宙膨脹最精確的計(jì)算之一告訴我們，迄今為止我們所知道的關(guān)于暗能量的一切可能都是正確的。
然而，也許更有趣的是，該團(tuán)隊(duì)的工作也暗示了一種奇怪的模式。“我們確實(shí)在論文中有一部分結(jié)合了所有可用的暗能量探測，而不僅僅是超新星。我們看到的是，許多探測都指向暗能量‘狀態(tài)方程’的一個(gè)稍大的值，這意味著它不是一個(gè)宇宙常數(shù)。”
換句話說，這意味著不存在代表暗能量的值。也許它是靈活的。
“我們從這項(xiàng)新的LSST分析中得到的一個(gè)主要好處是，我們在附近的宇宙中發(fā)現(xiàn)了更多的超新星，這是因?yàn)槲覀兏采w了太多的天空區(qū)域，”布勞特說。“如果你仔細(xì)想想，附近的宇宙是這樣的宇宙，由于光速的原因，我們現(xiàn)在看到的星系更接近于它們今天的樣子。如果你看著遙遠(yuǎn)的宇宙，你看到的是年輕得多的宇宙。”
他解釋說，這很重要，因?yàn)榘的芰康挠绊懕徽J(rèn)為是最近宇宙中最強(qiáng)的。為什么？這就是奇怪的地方。
“暗能量，我們認(rèn)為，是空間本身的一種屬性，”布勞特說。“這就是宇宙常數(shù)所體現(xiàn)的東西，就像真空空間的能量。”
因此，如果暗能量是真空的一種屬性，那就意味著今天宇宙中的暗能量比過去多。這是因?yàn)橛钪嬲谂蛎洠瑥亩鴦?chuàng)造了更多的“空間”。
“我們認(rèn)為它不會(huì)隨著宇宙的膨脹而稀釋，”布勞特說，“所以這意味著，相對于宇宙中的物質(zhì)和宇宙中的暗物質(zhì)的數(shù)量，你得到的暗能量越來越多。”
此時(shí)，像我一樣，你可能會(huì)想:對不起，什么？我以為宇宙是包容的？新的暗能量來自哪里？它不可能憑空出現(xiàn)的，對吧？
“這是一個(gè)價(jià)值百萬美元的問題，”布勞特說。“難道它只是空間的一種屬性嗎？這是宇宙的基本屬性嗎？隨著空間本身的膨脹，你會(huì)自然而然地獲得更多的暗能量？”
為了弄清真相，我們很快就會(huì)有一臺(tái)價(jià)值數(shù)百萬美元的相機(jī)在等著我們。
2025年的金色天文臺(tái)
在布勞特開始計(jì)算LSST第一縷曙光到來的日子之前，還有四個(gè)主要步驟。首先，魯賓團(tuán)隊(duì)必須準(zhǔn)備好一些關(guān)鍵鏡像。然后，工作人員必須得到西蒙尼望遠(yuǎn)鏡所需的玻璃——據(jù)報(bào)道，西蒙尼望遠(yuǎn)鏡在飛行測試中甚至沒有合適的玻璃組件——然后安裝調(diào)試相機(jī)。最后，目前正在西海岸組裝的約2億美元的LSST相機(jī)將贏得一席之地。
暗能量正在迫使宇宙膨脹這座新天文臺(tái)可能會(huì)向我們展示

LSST相機(jī)和SLAC相機(jī)團(tuán)隊(duì)于2024年1月16日在LSST潔凈室拍攝。（圖片來源:uux.cn/Jacqueline Ramseyer Orrell/SLAC國家加速器實(shí)驗(yàn)室）
“你還是得把它從加州帶到峰會(huì)。這是一種非常精密的儀器。它的特別之處在于它是一臺(tái)價(jià)值2億美元的相機(jī)——無可替代，”克拉本丹告訴Space.com。
“這是一個(gè)巨大的相機(jī)，”他說。“對于焦平面來說是3.2千兆像素。“
就上下文而言，1千兆像素等于10億像素；一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的DSLR相機(jī)可以拍攝數(shù)百萬像素的畫面。要真正理解這一點(diǎn)，想想100萬秒是如何變成12天的；十億秒是31年。那么…想象一下相機(jī)掃描整個(gè)可觀測的南方天空的分辨率。
這就是為什么這座由美國國家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation）和能源部（Department of Energy）分別出資約5億美元和1億美元建造的天文臺(tái)備受期待的原因。能源部對布勞特的暗能量研究特別感興趣。
如此備受期待。

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