中新網(wǎng)北京1月23日電 (記者 孫自法)從宇宙大爆炸至今的138億年,是宇宙的真實年齡嗎?關(guān)于宇宙的年齡之謎長期以來備受關(guān)注,天文學界也持續(xù)開展相關(guān)研究。
來自中國科學院國家天文臺的最新消息說,該臺郭琦研究團隊聯(lián)合中國科學院大學、上海交通大學和荷蘭萊頓大學等多家中外機構(gòu)合作者,利用斯隆光譜紅移巡天發(fā)現(xiàn)了大質(zhì)量星系群中衛(wèi)星星系對相對于中央星系有同向運動超出,這與當前宇宙學模型預測的差異顯著,暗示了一個更年輕的宇宙,也意味著宇宙的真實年齡比當前基于宇宙微波背景預測的年輕。
往大質(zhì)量星系群中掉落的星系(圖片來源:廖世鴻),紅色區(qū)域為一個大質(zhì)量星系群,黃色圓圈里的為正沿著大尺度纖維狀結(jié)構(gòu)掉落的星系,它們相對于中央星系沿相同方向運動。中國科學院國家天文臺/供圖
這項重要天文研究成果論文,近日在國際專業(yè)學術(shù)期刊《自然-天文》在線發(fā)表。
郭琦研究團隊介紹說,標準宇宙學模型已在很多方面取得成功,在其框架下,小結(jié)構(gòu)先形成,然后逐級并合形成越來越大的結(jié)構(gòu)。大質(zhì)量星系群和星系團作為宇宙中最大的結(jié)構(gòu),其動力學平衡狀態(tài)反映了宇宙演化的狀態(tài)。天文學家通??梢越柚l(wèi)星星系的動力學信息推測星系群和星系團的動力學狀態(tài)。
在本次研究中,借助斯隆光譜紅移巡天,研究團隊測量了813個大質(zhì)量星系群周圍衛(wèi)星星系對的動力學,特別側(cè)重于其沿視線方向的運動相關(guān)性。研究團隊發(fā)現(xiàn),分布在中央星系兩側(cè)的衛(wèi)星星系對,相對于中央星系的視向速度偏移,更傾向具有相同方向,而衛(wèi)星星系對同向運動通常表征了它們沿著大尺度纖維結(jié)構(gòu)被吸積的過程。
同時,衛(wèi)星星系對同向運動的超出在基于當前宇宙學模型的數(shù)值模擬中也被預測到,但其比例要遠低于觀測結(jié)果。此次研究的觀測數(shù)據(jù)相比于兩個數(shù)值模擬的預測值,均表現(xiàn)出大幅度超出。
同向運動衛(wèi)星星系對占比隨張角的變化:黑色帶圓點的實線為觀測結(jié)果,藍線和紅線為理論模擬預測結(jié)果,黑色虛線為隨機分布,陰影區(qū)為自舉標準誤差范圍。中國科學院國家天文臺/供圖
研究團隊表示,觀測和理論預測之間的巨大差異,表明在真實的宇宙中大質(zhì)量星系群比根據(jù)宇宙微波背景輻射推測的形成更晚,因此也預示了更年輕的宇宙。一方面,其傾向于支持比宇宙微波背景預測結(jié)果更高的哈勃常數(shù),更接近于近鄰宇宙中對哈勃常數(shù)的測量結(jié)果,這挑戰(zhàn)了目前的宇宙學模型。另一方面,目前數(shù)值模擬中的重子物質(zhì)過程偏差也提供了一種可能的解釋。
他們認為,未來研究還需要結(jié)合理論和觀測的進一步發(fā)展,才能最終確定宇宙的年齡。(完)
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