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類星體可作為宇宙膨脹里程標志

世界

哥倫布航海發現新大陸，繪出了新世界地圖，但科學家卻沒辦法通過深太空旅行來繪制宇宙結構圖 。據物理學家組織網近日報道，美國凱斯西儲大學等3家機構合作開發出一種方法，有望用于繪制宇宙的膨脹及結構，而向導就是類星體發出的光 。相關論文已發表在《物理評論快報》上 。
人們預期下個10年將發現數百萬更遙遠的類星體 。結合這種新技術，讓人們可能看到大爆炸后不久的時候，那時宇宙的大小只有現在的一個零頭 。
研究人員在分析一些類星體發出的可見光時 ， 發現不同類星體發出的光會隨時間而變化，這種變化模式經過紅移矯正后是一致的 。紅移是由于宇宙在膨脹 ， 攜帶著類星體遠離我們，使它們發出的光看起來更紅，也讓時間顯得更慢 。反過來，測量類星體發光表面的變化速度，與其真實變化的標準速度對比，就能推算出類星體所發生的紅移 。
掌握類星體紅移能讓科學家通過它們發出的光，計算宇宙的相對大?。?這種大小是與目前的宇宙相比較而言的 ?！坝纱宋覀兛赡艿玫揭粋€有用的工具，用來描繪宇宙膨脹的歷史 ?！闭撐淖髡咧?、凱斯西儲大學物理學教授格倫·斯塔格曼說 ， “如果能測量出數百萬類星體的紅移，就能繪制出這些紅移在宇宙中的大體結構，并擴展到更大的紅移 ?！奔t移系數越大，光源就離我們越遠越古老 。
研究小組還計劃搜尋更大的類星體樣本，進一步證明其光線變化方式的一致性 ， 從而計算出宇宙中任何位置的類星體紅移 。
他們利用MACHO(暈族大質量致密天體)項目所記錄的14個類星體的光數據描繪出曲線圖 。MACHO項目旨在尋找銀河系周圍存在暗物質的證據，科學家每天都對每個類星體發出的光反復檢測上百次 。
曲線圖顯示，類星體發光有一個奇怪的階段，在此期間 ， 它們發出的光線數量要么增加，要么減少，呈現出一種線性變化模式 。當他們矯正了宇宙膨脹的影響后，檢測到所有14個類星體的光變化速率幾乎都是一樣的 。“就好像它們都有一個變光開關，能來回切換 ， 總的趨勢驚人地一致 ?！彼顾衤f 。這種一致性讓研究人員能準確地計算出每個類星在宇宙中的紅移，從而算出宇宙的加速膨脹 。
他們用兩種方法進行了測算 ， 分別計算出單個類星體的紅移率在2個百分點以內，兩個類星體的紅移率在1.5個百分點以內 。他們還用超新星爆發的明亮的光來計算紅移，約為1.7 。如果一個恒星的紅移系數為1.7，表明其光線是在宇宙比現在小2.7倍的時候發出的 。類星體更古老也更遙遠，經測量紅移達到7.1，表明它們發出的光線來自宇宙只有現在的1/8大小的時候 。
【類星體可作為宇宙膨脹里程標志】如果經證明這種方法也適用于紅移更高的類星體，那科學家就擁有了上百萬的標記，追蹤宇宙從久遠早期開始的成長、演變和膨脹過程 。斯塔克曼說：“這能幫助我們了解萬有引力在宇宙中是怎樣一種架構 。而這種架構的增加速度能幫我們確定驅使宇宙加速膨脹的是暗能量還是修正萬有引力定律 。”

科技日報 常麗君