宇宙加速膨脹

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ΛCDM模型,加速擴張的宇宙。

宇宙加速膨脹Template:Lang-en)是宇宙的膨脹速度越來越快的現象。以天文學術語來說,就是宇宙標度因子a(t)二次導數是正值,[1]這意味著星系遠離地球的速度,也就是哈勃定律裏所提到的退行速度,隨著時間演進,應該會持續地增快。於1998年觀測Ia超新星得到的數據,提示宇宙的膨脹速度正在加快。[2][3][4]物理學者索尔·珀尔马特布莱恩·施密特亚当·里斯「透過觀測遙遠超新星而發現了宇宙加速膨脹」,因此,共同榮獲2006年邵逸夫天文學獎與2011年諾貝爾物理學獎[5][6]

證實

在過去數年中,從各方面獨立觀測得到的結果,證實了宇宙加速膨脹的正確性,這包括宇宙微波背景輻射可觀測宇宙大尺度結構[7]宇宙的年齡[8]、對於超新星更精確的觀測量[9][10]星系團Template:Lang)的X射線性質。

密度減低

Template:See 假若現在宇宙正在膨脹,則其密度必定也正在減低,因為物質與物質之間的空間正在加大。假若繼續加速膨脹,則最終除人類自己所處的室女座超星系團之外,所有其它星系團都會極端紅移、加速遠離,偵測它們會變得更加困難,遙遠的宇宙也會變得越加黑暗

解釋模型

現在,天文學者已研究出很多解釋宇宙加速膨脹的模型,這包括某種形式的暗能量宇宙常數第五元素暗流體Template:Lang)、幻能量Template:Lang)。暗能量具有負壓強,相當均勻地分佈於空間。這是暗能量所具有最重要的性質之一。

發散擴張

根據宇宙論假說大撕裂幻能量會造成以指數函數增加的發散擴張,戰勝本域星系團的重力,將室女座超星系團徹底撕裂,然後會撕裂銀河系、太陽系、最後甚至小小原子。對於宇宙膨脹加速度的測量是決定宇宙的終極命運的關鍵。但是,這重要發現可能在短期內不會達成。

暗能量主控

隨著宇宙膨脹,暗物質密度會比暗能量的密度減低更快。最終結果是暗能量會成為主控因素。更確切地說,假設宇宙體積加倍,則暗物質密度會減半,但暗能量密度大致保持不變(假若暗能量是宇宙常數,則暗能量會保持不變)。在宇宙常數模型裏,暗能量已經主控了物質的質能,而宇宙膨脹大約是時間的指數函數。根據這模型,在未來,膨脹的標度因子加倍時間(從 a(t) 變為 2a(t) )大約為114億年。 Template:File2

另見

外部連結

參考文獻

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Template:物理宇宙學

  1. Template:Cite book
  2. Riess, A. et al. 1998, Astronomical Journal, 116, 1009
  3. Perlmutter, S. et al. 1999, Astrophysical Journal, 517, 565
  4. Riess, A. G., et al. 2004, Astrophysical Journal, 607, 665
  5. Template:Cite news
  6. Template:Cite web
  7. Spergel, D. N., et al. 2003, Astrophysical Journal Supplement, 148, 175
  8. Chaboyer, B., & Krauss, L. M. 2002, Astrophysical Journal Letters, 567, L4
  9. Wood-Vasey, W. M., et al. 2007, Astrophysical Journal, 666, 694
  10. Astier, P., et al. 2006, Astronomy and Astrophysics, 447, 31