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我們的宇宙觀被顛覆了嗎?順帶聊一下暗物質與暗能量

(2023-11-12 06:12:52) 下一個

上次講了韋伯太空望遠鏡怎麽看,,,我試著回答一下,時間很快,一晃一年過去了,韋伯太空望遠鏡(JWST)已經服務快兩年了。

這次專門聽了John Mather講這個專題,了解了好多技術細節以及有趣的曆史。

John Mather這個家夥很幸運,按介紹人的說法,這個圈子的人,一般一生有一項重大成就就屬於幸運的了,他竟然有兩項:由於其在宇宙背景輻射方麵的出色工作而獲得2006年諾貝爾物理獎;以及once in life大項目,傑姆斯.韋伯太空望遠鏡的成功實施。

講點小插曲。John Mather不僅是傑出的科學家,而且還是項目運作高手。九十年代NASA的哈勃望遠鏡項目幾乎爛尾,他臨危受命,七砍八砍,愣是按時把望遠鏡推向太空。按他的說法,當哈勃發回第一張太空深處的照片時,一切的一切盡做煙消雲散。

有了這個成功經驗,NASA搞JWST項目還找他負責。這個項目也沒少花錢,從開始的5億預算一直追加到後來的100億開銷,前後一百多個科學家協力合作,兩萬多工程師日夜奮戰,終於與2021年聖誕節那天成功登天。

好了,講講技術細節。

韋伯望遠鏡(直徑6.5米),比哈勃(2.4米)功能強了一百多倍,加上紅外線感知功能,能看到以前看不到的宇宙深處。。。

近兩年來發回的數據讓一些媒體嘩然了,什麽大爆炸理論要重新改寫了,宇宙形成的過程超出了我們的認知了,等等。

真的是這樣嗎?

聽聽德國馬普天文物理所所長Hans-Walter Rix怎麽說。

他說,到目前為止,韋伯望遠鏡觀察到的現象,都在我們的預料之中,還沒有發現任何意料之的事情,需要改寫我們目前對宇宙演化的認知。句號。

當然,韋伯望遠鏡還是提供了很多以前我們沒有觀察到的細節,比如,星雲凝結的速度和強度。

相比於哈勃,韋伯望遠鏡撲捉的信號更強,看到的距離更遠,得到的圖像清晰度更高。

大家注意上麵照片裏的PPT,那個圖示的文字翻成中文就是:凝視遠方 = 觀察過去

韋伯望遠鏡能凝視的過去(136億光年),比哈勃(134)要早一些,所以,能提供更早期的演化信息。

Rix教授講的興起,順便解釋了一下暗物質與暗能量的概念。

為了避免擾民,我以最簡潔的語句複述一下,瑕疵難免,但保證大意不會有錯:

天體物理學家門在觀察宇宙演化的過程中發現,稀薄的氣體形成有實體星球的星係過程中,光靠這些物質的萬有引力好像不足以成事。通過計算他們發現,要使物質凝聚最後形成星球,必須有更大質量的物質存在才可以形成這種凝聚力。這種看不見的物質通過計算,估算大概占總物質的95%左右。

暗能量作用在另外一個方向:宇宙膨脹。我們觀察到的宇宙,不僅一直在膨脹,而且在過去的時間裏,還有過幾次加速現象。能解釋這種現象的,必須有一種看不見的能量使得宇宙能夠往外加速膨脹,就像一個負壓的罐子一般,一放進去,它就四散擴張。還是通過計算,暗能量估算應該占宇宙總能量的70%左右。

 

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