天文学家测定最精确宇宙膨胀速度:74公里/秒(图)

天文学家借助美国宇航局的斯皮策太空望远镜估算出了迄今最精确的宇宙膨胀速率。

　　斯皮策望远镜通过红外波段可透过尘埃对宇宙中的“造父变星”进行观测，造父变星对于测算出宇宙的膨胀速率至关重要。

　　据国外媒体报道，美国一个天文学家团队近日借助美国宇航局的斯皮策太空望远镜估算出了迄今最精确的宇宙膨胀速率。

　　天文学家们目前认为，宇宙大爆炸发生在大约137亿年前，因此，确定宇宙的膨胀速率对于了解宇宙年龄和宇宙大小非常关键。斯皮策太空望远镜的新测量方法是利用波长较长的红外线对宇宙进行观测，比通过可见光波段对宇宙进行观测的哈勃太空望远镜的测量精确度更高，使宇宙膨胀速率的不确定度降低了3% 左右，是宇宙测量精确度上的巨大飞跃。

　　根据天文学家最新的计算结果显示，新的哈勃常数值（即宇宙膨胀使得星系间被拉伸分开的速率）为74.3±2.1km/（s•Mpc），Mpc表示百万秒差距，大约为300万光年，即每增加300万光年的距离，星系远离地球的速度为每秒增大74.3千米，误差为正负2.1千米。据悉，哈勃常数是根据美国著名天文学家埃德温•哈勃（Edwin Hubble）的名字命名的，他在上个世纪二十年代首次发现我们的宇宙自从大爆炸发生后，就一直处于不断膨胀的状态中。

　　美国宇航局喷气推进实验室的科学家迈克尔•维尔纳（Michael Werner）说：“斯皮策太空望远镜又一次完成了超越它设计要求的科学任务，首先，该望远镜探测遥远系外行星的大气的能力令人惊叹，现在它成为一个宝贵的宇宙学工具。”

　　这项研究成果获得了美国宇航局的威尔金森微波各向异性探测器的有关暗能量测量数据的帮助。暗能量是当前宇宙学研究的最大谜团之一。天文学家们在 90年代后期惊讶地发现，我们宇宙的膨胀速度实际上随着时间的推移逐渐加快。为了了解宇宙是如何克服重力作用的，科学家在理论上认为一定是暗能量把宇宙间的各星系拉开。此项研究的负责人、美国卡内基天文台的科学家温迪•弗里德曼（Wendy Freedman）说：“这是一个巨大的谜题。让我们感到兴奋的是我们可以使用斯皮策太空望远镜强大的观测能力来解决宇宙学中的基本问题：目前状态下宇宙的膨胀速率，以及测量宇宙中的暗能量的数量。”

　　斯皮策太空望远镜通过红外波段对宇宙进行观测，能够改善过去使用哈勃望远镜可见光波段对哈勃常数的测定结果，其优势是可透过尘埃对“造父变星” 进行观测。据悉，造父变星是一类高光度周期性脉动变星，其亮度随时间呈周期性变化。造父变星对于测算出宇宙的膨胀速率至关重要，因为它们与地球的距离可以很容易地测量出来。1908年，美国女天文学家亨丽埃塔•莱维特（Henrietta Leavitt）发现这些恒星远离地球的速度与其亮度相关。为了使这一理论更形象化，想象一下，有一个人拿着一支蜡烛，当他离你越近，蜡烛看上去就越亮，他离你越远，蜡烛看上去就越暗淡，蜡烛亮度可揭示他与你的距离。同样的原理也适用于造父变星，它们是我们宇宙中的标准烛光。通过测量它们在天空中的亮度，再将这一亮度与其近距离时的亮度进行比较，天文学家们就可以计算出它们与地球的距离。

　　斯皮策望远镜在我们的银河系中观测到了10颗造父变星，在邻近星系大麦哲伦星云（Large Magellanic Cloud）中发现了80颗造父变星。如果没有宇宙尘埃阻断他们的视线，该天文学家团队能够获得这些恒星更精确的视亮度。有了这些数据，研究人员就可以更精确地估计我们宇宙的膨胀速率。弗里德曼说：“就在十年前，在同一个句子同时使用‘精确’和‘宇宙学’是不可能的。现在我们正在谈论的是百分之几的准确率，这是很了不起的。”这项研究成果的报告将发表在《天体物理学杂志》上。（尚力