Ia型超新星的殘骸——一種用于測(cè)量宇宙距離的爆炸恒星。信用:uux.cn/美國國家航空航天局/ CXC /德克薩斯大學(xué)，分裂復(fù)雜抄送
（神秘的項(xiàng)新想象地球uux.cn）據(jù)對(duì)話（布拉德·E·塔克）：宇宙是由什么組成的？這個(gè)問題已經(jīng)困擾了天文學(xué)家數(shù)百年。
在過去的研的更四分之一世紀(jì)里，科學(xué)家們認(rèn)為組成你、究表我、明暗地球和幾乎所有我們能看到的比們東西的原子和分子等“正常”物質(zhì)只占宇宙的5%。另外25%是宇宙“暗物質(zhì)”，一種我們看不見的分裂復(fù)雜未知物質(zhì)，但我們可以通過它如何通過重力影響正常物質(zhì)來檢測(cè)它。項(xiàng)新想象
宇宙剩余的研的更70%是由“暗能量”構(gòu)成的。發(fā)現(xiàn)于1998年，究表這是明暗一種未知形式的能量，被認(rèn)為使宇宙以越來越快的比們速度膨脹。
在即將發(fā)表在《天文學(xué)雜志》上的宇宙一項(xiàng)新研究中，我們比以往任何時(shí)候都更詳細(xì)地測(cè)量了暗能量的特性。我們的結(jié)果表明，它可能是由愛因斯坦首次提出的一種假設(shè)的真空能量——或者它可能是隨著時(shí)間的推移而變化的更奇怪、更復(fù)雜的東西。
什么是暗能量？
當(dāng)愛因斯坦在一個(gè)多世紀(jì)前發(fā)展廣義相對(duì)論時(shí)，他意識(shí)到他的方程表明宇宙應(yīng)該要么膨脹要么收縮。這在他看來是錯(cuò)誤的，所以他增加了一個(gè)“宇宙常數(shù)”——一種真空中固有的能量——來平衡重力，保持宇宙靜止。
后來，當(dāng)亨麗愛塔·斯萬·勒維特和埃德溫·哈勃的工作表明宇宙確實(shí)在膨脹時(shí)，愛因斯坦拋棄了宇宙常數(shù)，稱之為他“最大的錯(cuò)誤”。
然而，在1998年，兩個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)宇宙的膨脹實(shí)際上在加速。這意味著與愛因斯坦的宇宙常數(shù)非常相似的東西可能存在——我們現(xiàn)在稱之為暗能量。
自從那些最初的測(cè)量以來，我們一直在使用超新星和其他探測(cè)器來測(cè)量暗能量的性質(zhì)。到目前為止，這些結(jié)果表明宇宙中暗能量的密度似乎是恒定的。
這意味著暗能量的強(qiáng)度保持不變，即使宇宙在增長——它似乎不會(huì)隨著宇宙變大而分散得更薄。我們用一個(gè)名為w .愛因斯坦的宇宙常數(shù)來測(cè)量這個(gè)值，這個(gè)常數(shù)實(shí)際上設(shè)定w為-1，早期的觀察表明這是正確的。
作為宇宙測(cè)量棒的爆炸恒星
我們?nèi)绾螠y(cè)量宇宙中有什么，它增長得有多快？我們沒有巨大的卷尺或巨大的天平，所以我們使用“標(biāo)準(zhǔn)蠟燭”:空間中亮度已知的物體。
想象一下，現(xiàn)在是晚上，你站在一條長路上，只有幾根燈桿。這些極點(diǎn)都有相同的燈泡，但是更遠(yuǎn)的極點(diǎn)比附近的更暗。
這是因?yàn)楣饩€隨距離成比例衰減。如果我們知道燈泡的功率，并能測(cè)量出燈泡看起來有多亮，我們就能計(jì)算出到燈桿的距離。
對(duì)于天文學(xué)家來說，一個(gè)普通的宇宙燈泡是一種叫做Ia型超新星的爆炸恒星。這些是白矮星，它們經(jīng)常從鄰近的恒星吸取物質(zhì)，并增長到太陽質(zhì)量的1.44倍，在這一點(diǎn)上它們會(huì)爆炸。通過測(cè)量爆炸消失的速度，我們可以確定它有多亮，從而確定它離我們有多遠(yuǎn)。
暗能量調(diào)查
暗能量調(diào)查是迄今為止測(cè)量暗能量的最大努力。跨越多個(gè)大洲的400多名科學(xué)家一起工作了近十年，反復(fù)觀察南部天空的部分區(qū)域。
反復(fù)觀察讓我們尋找變化，比如新的爆炸恒星。你觀察得越頻繁，你就能更好地測(cè)量這些變化，你搜索的區(qū)域越大，你就能找到越多的超新星。
表明暗能量存在的第一批結(jié)果只使用了幾十顆超新星。暗能量調(diào)查的最新結(jié)果使用了大約1500顆爆炸恒星，給出了更高的精確度。
使用安裝在智利Cerro-Tololo美洲天文臺(tái)4米Blanco望遠(yuǎn)鏡上的特制相機(jī)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)了數(shù)以千計(jì)不同類型的超新星。為了找出哪一個(gè)是Ia型(我們需要用來測(cè)量距離的那種)，我們使用了新南威爾士Siding Spring天文臺(tái)的4米英澳望遠(yuǎn)鏡。
盎格魯-澳大利亞望遠(yuǎn)鏡測(cè)量了超新星發(fā)出的光的顏色。這讓我們看到爆炸中各個(gè)元素的“指紋”。
Ia型超新星有一些獨(dú)特的特征，比如不含氫和硅。有了足夠多的超新星，機(jī)器學(xué)習(xí)讓我們能夠有效地分類成千上萬的超新星。
比宇宙常數(shù)更復(fù)雜
最后，經(jīng)過十多年的工作和對(duì)大約1500顆Ia型超新星的研究，暗能量調(diào)查產(chǎn)生了一個(gè)新的w的最佳測(cè)量值。我們發(fā)現(xiàn)w =-0.80±0.18，所以它在-0.62和-0.98之間。
這是一個(gè)非常有趣的結(jié)果。它接近于-1，但不完全在那里。要成為宇宙常數(shù)，或者真空的能量，它必須正好是-1。
這給我們留下了什么？認(rèn)為可能需要一個(gè)更復(fù)雜的暗能量模型，也許在這個(gè)模型中，這種神秘的能量在宇宙的生命中已經(jīng)發(fā)生了變化。

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