著名科學(xué)家愛因斯坦曾說,他這輩子犯下的最大錯誤是在廣義相對論方程式中加入“宇宙常數(shù)”,即一種他設(shè)想的未知宇宙能量。
但美國天文學(xué)家16日說,根據(jù)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的觀測結(jié)果,愛因斯坦沒錯,宇宙中確實存在被科學(xué)家稱為“暗黑能量”的神秘力量,這種能量在推動宇宙加
速膨脹。
超新星帶來重要數(shù)據(jù)
美國約翰?霍普金斯大學(xué)天文學(xué)教授亞當(dāng)?里斯16日宣布,通過哈勃望遠(yuǎn)鏡,他們第一次取得了支持“暗黑能量”說的“重要數(shù)據(jù)”。這種神秘力量在過去至少90億年中,一直在推動宇宙加速膨脹。
里斯和同事利用哈勃望遠(yuǎn)鏡觀測了23顆超新星。超新星是一種能產(chǎn)生放射極大能量、極為明亮但存在時間極短的天體。望遠(yuǎn)鏡觀測到的超新星距離地球異常遙遠(yuǎn),它們在被哈勃望遠(yuǎn)鏡捕捉到之前,爆炸產(chǎn)生的光線已在宇宙中“旅行”至少65億年。由于科學(xué)家已經(jīng)探明超新星爆炸的物理機(jī)制,因此天文學(xué)家不僅能用超新星現(xiàn)象測量星體距離,還能知道超新星消亡時的宇宙膨脹速度。
宇宙常數(shù)得以洗冤
里斯取得的“重大數(shù)據(jù)”就是23顆不同“年齡”超新星揭示出來的宇宙膨脹秘密,從而為愛因斯坦視為“最大學(xué)術(shù)污點”的宇宙常數(shù)洗清了“沉冤”。
愛因斯坦當(dāng)初在寫下廣義相對論方程式后,發(fā)現(xiàn)方程式中描述的宇宙,不是在膨脹就是在收縮,但他相信宇宙處于亙古不變的穩(wěn)定狀態(tài),于是在方程式中加入一個“宇宙常數(shù)”,代表一種抵消宇宙物質(zhì)重力、維持穩(wěn)態(tài)的神秘斥力。
美國天文學(xué)家埃德溫?鮑威爾?哈勃1929年宣布,根據(jù)宇宙觀測結(jié)果,所有的星系都在遠(yuǎn)離地球而去,也就是說,宇宙不是穩(wěn)態(tài),而是在膨脹。自此,愛因斯坦拋棄了“宇宙常數(shù)”,視之為一生最大的錯誤。
能量之謎有望解開
根據(jù)哈勃的宇宙膨脹理論,宇宙在經(jīng)歷極早期的極速膨脹后,膨脹速度應(yīng)逐漸減緩,道理同人們把球上拋,在重力作用下,上升速度越來越慢一樣。
但科學(xué)家1998年在利用超新星觀測宇宙膨脹速度時發(fā)現(xiàn):“年齡”較大、距離地球較遠(yuǎn)的超新星“離開”地球的速度比哈勃宇宙膨脹理論預(yù)測的慢,而“年齡”小的超新星“離開”速度比預(yù)測的快。這一現(xiàn)象表示,某種神秘力量超越了宇宙物質(zhì)重力,一直在推動宇宙加速膨脹。這種力量與愛因斯坦“宇宙常數(shù)”中設(shè)定的神秘能量一致,科學(xué)家稱之為“暗黑能量”。佐證這一能量存在的關(guān)鍵是取得可靠、非連續(xù)的超新星觀測數(shù)據(jù)。亞當(dāng)?里斯的數(shù)據(jù)意義正在于此。
一些科學(xué)家希望,美國國家航空和航天局升級哈勃太空望遠(yuǎn)鏡后,能徹底解答“暗黑能量”問題。國家航空和航天局以及美國能源部還計劃2011年發(fā)射一個軌道天文站,專門尋找解開“暗黑能量”之謎的“鑰匙”。