芝加哥论坛报:南极天文望远镜将探测“暗能量”之迷

【明慧网2002年9月4日】芝加哥论坛报2002年8月30日报导,芝加哥大学和其他四所科研机构的天文工作者计划在地球最寒冷的地方建造一台独特的望远镜,希望通过它来揭开最大的宇宙之迷:为什么宇宙从某种意义上讲在正“往上落”?

国家自然科学基金会星期四在华盛顿宣布授予该项目一千六百六十万美元的科研经费,该研究小组预计这个南极望远镜可望在四年内投入使用。

它的使命是探索一个近期的新发现,该发现已经扭转了物理学的研究方向。两年前,天文学家震惊地发现,有迹象表明,宇宙被一股令人费解的反万有引力的暗能量操控,使其以不断加快的速度膨胀。

研究宇宙起源的科研人员曾经一度认为宇宙膨胀要么是恒定的,缓慢扩大但基本保持不变,要么就在减慢。

如果万有引力在使宇宙膨胀速度减缓,那么它最终会导致宇宙自身被压溃,最终结果就是大挤压理论。与其截然相反的大爆炸理论认为,宇宙是在100至150亿年前的大爆炸中形成的。

另一方面,正在加速膨胀的宇宙意味着所有的恒星,银河系和其它物质都将被越分越开,象被稀释了一般,经过几十亿年以后宇宙就空了。

从根本上讲,科学家对万有引力几乎是一无所知。人们曾经一度明白地知道,万有引力就是物体间的相互吸引作用,在地球上就表现为物体总是落向地面。

不过,宇宙学研究人员现在怀疑,在宇宙这样大的比例上,万有引力在被他们称作暗能量的物质的推动下,其表现与通常理解的引力恰恰相反。看到苹果往天上“落”,牛顿也一定会吃惊的。

构思和发展暗能量望远镜的芝加哥大学宇宙研究中心的主任布卢斯-文斯坦说:“现在我们的确有反万有引力存在,但它只存在于象天体这样巨大的比例上。”

暗能量的一个最奇怪的特性是随着宇宙的膨胀,它会产生越来越多的暗能量,促使宇宙以非线性速度膨胀。

在哈佛-斯密斯索尼天文中心工作的托尼-斯塔克说:“如果暗能量真的占整个宇宙的70%,而且其规律如当前理论推测那样的话,那么它真的在开始主宰着宇宙中的一切。”

“它最终将停止星系的形成。从现在起,星云团的形成会大量减少。”

除了芝加哥大学和哈佛-斯密斯索尼中心外,参加该项目的机构还有伊利诺大学阿巴那-香槟分校,加州伯克莱大学和克里夫兰的Case Western Reserve大学。

该望远镜直径长26.4英尺(合8.05米),象一个在远古的空间中测量温差的巨型温度计。它很灵敏,可以测出被科学家称之为宇宙微波背景的大爆炸余热中哪怕一千万分之一度的温度变化。

某一特定区域温度的变化表明有一个星系团的存在。这就使天文学家可以统计出该区域星云团的数目。星系团的数量越少,就越能证明暗能量在起作用,它迫使星系彼此飞离,快到无法集合成团。

该无线望远镜将被安置在南极,因为那里总是很寒冷,这就限制了大气中水蒸汽的含量,而水蒸汽会阻挡来自太空的微波辐射。

天文学家将用该望远镜来调查距地球50亿至70亿光年的星云团,那时宇宙只有目前的1/3大小,星系也在快速地组成星云团。

当微波穿越这些星云团的时候,星云团里的尘埃将略微地改变辐射波长。而该望远镜有足够的敏感度来捕捉这些变化,这样天文学家们就可以知道在那早期,在特定的宇宙范围内存在多少个星云团。

有理论预测,如果暗能量正大大地加速宇宙的膨胀的话,星系就会被分得很散从而不可能形成许多星云团。星云团的数量越少,暗能量的力量则越大。

该项目的负责人,芝加哥大学的约翰-卡尔斯壮说:“有了南极望远镜,我们就可以看到星云团是什么时候形成的,如何形成的。这在极大程度上取决于暗能量的本性,它是宇宙中难以琢磨的一个部分。”

暗能量与另一个宇宙之迷──暗物质是不同的。暗物质是指那些看不见的物质,它们给旋转的星系提供了足够的引力以防止它们彼此飞散开。科学家有信心最终解开暗物质之迷,也许那就是一些极其微小的无处不在的未知颗粒。

根据爱因斯坦的发现,物质与能量可以相互转化,因此据估计暗物质占宇宙能量的20-25%,恒星,行星和人只占宇宙能量的3-5%。

目前,占去宇宙能量70%的硕大部分据信就是神秘的暗能量。







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