首页 » 早鸟快报 » 咨询 » 正文

我们可以用太阳系探测暗能量吗?

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-01-05  来源:来自互联网  作者:来自互联网  浏览次数:714
导读

除了以上提到的三种情况,宇宙扩张的速度已经衰减了一段时间了,但是根据我们的记录,星系间的距离在加速增加。另外,所有远距(300万光年以外),本就和我们没有引力束缚连接的星系,星群和星团,将会通过暗能量把…

当我们在上个世纪末发现了暗能量的存在,那时我们对于宇宙的认知发生了一个巨大的变革。在那之前,宇宙大爆炸是最终宇宙轰轰烈烈的开端。大爆炸时,整个宇宙开始变得炽热,紧密,通过很长一段时间,急剧扩张并冷却。

就像宇宙一开始的扩张那样伟大,有一股巨大的引力作用将宇宙中的所有物质和能量拉到一起。以此为据,宇宙将会有3种命运。

图解:大爆炸后宇宙演化历程

引力将会战胜最初的扩张,宇宙会停止膨胀,颠倒它发展的方向进行收缩。很长时间以后,宇宙会在巨大的压缩下再次崩溃。

最初的扩张过大,引力将永不会把宇宙拉回来,而宇宙中的每一样东西都会被膨胀扯得越来越远,最终导致大冷却。

或者宇宙可以刚刚好完美的平衡这两种状态,也许一个小小的质子就会使其崩溃,但幸运的是那个质子又确实不存在。这给我们了一个重要的标准宇宙模型,处在再次崩溃和永恒扩张的边缘。

图解:图解:三种宇宙演化过程:重新坍缩,保持平衡,无限扩张。

但是宇宙又常常使我们震惊。

除了以上提到的三种情况,宇宙扩张的速度已经衰减了一段时间了,但是根据我们的记录,星系间的距离在加速增加。这种转变发生在60亿年前,也就是宇宙78亿岁的时候。这个转变也改变了我们所预设的三种情景。

当然,宇宙最后会终结于大冰冻,但它不会像大家所假想的那样冰冻得如此之快。另外,所有远距(300万光年以外),本就和我们没有引力束缚连接的星系,星群和星团,将会通过暗能量把我们推远;宇宙的扩张将永不停息。

但这将如何影响更微观,本地,和潜在可检验的具体物理特征呢?如果我们想在科学界中理解一样东西,单单描述它做了什么是远远不够的。我们想要了解它实际是怎样运作的。即使暗能量的力量不足以解开星系,星团或者太阳系间的引力束缚,它也会对宇宙时间的结构产生影响。即使这些影响十分微小,为了足够的准确度,我们也应该去探测它们。

图解:今期与早期的宇宙质能分布饼图

从历史的观点看,牛顿理论存在的引力问题引出了爱因斯坦的广义相对论,这个问题是关于水星轨道。众所周知,如果在太阳系中只有两个天体,水星和太阳,那水星将会以完美的椭圆轨道运行。但是在太阳系中同样存在其他天体,例如行星,小行星,卫星,流星等等......

这使得水星的椭圆轨道向前旋进,或者让椭圆轨道绕着太阳一直旋转。

图解:图解:水星的轨道偏离正圆程度很大,近日点距太阳仅四千六百万千米,远日点却有7 千万千米,在轨道的近日点它以十分缓慢的速度按岁差围绕太阳向前运行,称为水星进动。

用牛顿引力理论计算出来的水星进动率是532角秒每世纪(0.2度每世纪),但实际观察的进动率是每世纪537角秒。这个差异的解释不是关于忽略的质量。而爱因斯坦的理论解释了每世纪43角秒的误差并做出了其他大量的假设。

关于宇宙中包含暗能量的一个有趣的事实是它产生了额外的进动因为宇宙常数,或者宇宙内固有的能量。就像丰臣秀吉荒木田发现的一样,暗能量导致了水星额外的0.4万亿分之一角秒每世纪的进动,然而地球所受的影响要少于30倍。

但这不是现在或者近期内适用,可验证的,因为我们还有来自于观测和计算限制的误差,我们只能精确到百分之一的秒差距。但好消息是从理论上我们是可以验证暗能量存在的,即当我们的观测设备(可以了解小行星,柯伊伯带,奥尔特星云,和所有的卫星)和计算能力提高,我们就有能力去检验暗能量是否真的存在于太阳系中以及它是否是一个宇宙常数。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. 傅红宁- forbes

如有相关内容侵权,请于三十日以内联系作者删除

转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

 
 
免责声明
• 
本文为会员免费发布,仅代表发布者个人观点,本站未对其内容进行核实,请读者仅做参考,如若文中涉及有违公德、触犯法律的内容,一经发现,立即删除,作者需自行承担相应责任。涉及到版权或其他问题,请及时联系我们删除处理。