从超新星到伽玛射线暴不同一样标准烛光揭示宇宙历史和未来
发布时间：2023-08-25 12:58:21 所属栏目：外闻 来源：
导读：你知道吗，宇宙在不断扩张之中，这表示宇宙中的一切物体都朝着不同的方向急速飞散而去。但是，你怎么知道宇宙有多大，或者它膨胀得有多快呢？要想回答这些问题，你需要一些可靠的地标来测量距离。就像你在地图上找到
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你知道吗，宇宙在不断扩张之中，这表示宇宙中的一切物体都朝着不同的方向急速飞散而去。但是，你怎么知道宇宙有多大，或者它膨胀得有多快呢？要想回答这些问题，你需要一些可靠的地标来测量距离。就像你在地图上找到一些有名的建筑物，然后根据它们的位置来判断你在哪里一样，天文学家也需要在宇宙中找到一些有名的物体，然后根据它们的亮度来判断它们有多远。 这些有名的物体被称为“标准烛光”，因为它们就像蜡烛一样，可以用来照亮黑暗的空间。标准烛光有一个特点，就是我们知道它们的固有（初始）亮度。这样，我们就可以根据它们的观测亮度来计算出它们的距离。就像蜡烛离得越远看起来越暗，即使蜡烛本身没有变化，宇宙中的遥远物体也会看起来更暗。如果我们知道一个物体原本有多亮，我们就可以根据它现在有多暗来推算出它有多远。 那么，什么样的物体可以作为标准烛光呢？天文学家发现了一些特殊的天体现象，它们都有相似的亮度，并且可以在很远的距离上被观测到。其中最常用的三种标准烛光分别是：超新星、类星体和伽玛射线暴。 超新星是恒星爆炸的结果，它们会在短时间内释放出巨大的能量和光芒。其中一种类型的超新星叫做Ia型超新星，它们是由白矮星和另一个恒星组成的双星系统引发的。当白矮星从伴星上吸收了足够多的物质后，它会达到一个临界质量，并引发核聚变反应。这时候，白矮星会爆炸成为超新星，并发出巨大的亮光。由于这种爆炸发生在白矮星达到临界质量时，所以每次爆炸都会产生相似的亮度。因此，Ia型超新星可以作为标准烛光来测量距离。 类星体是遥远宇宙中强大的黑洞吞噬物质时产生的亮点。当物质被黑洞吸引时，会形成一个旋转的圆盘，并释放出高能辐射。类星体是最亮的天体之一，可以被观测到数十亿光年外。虽然类星体本身并不是标准烛光，因为每个类星体都有不同的亮度，但是天文学家发现了一种方法来校正类星体的亮度，并使其成为标准化类星体。 运用这种方法观测周围的气体发射光谱线，以量度类星光量和尺度；因此可使用标准化的类星体去测算更远距离的星系。 伽玛射线爆是强大辐射的突然闪光，它们是宇宙中最强烈的爆炸现象之一。伽玛射线暴的原因还不完全清楚，但是一种可能的机制是由于两个中子星或者一个中子星和一个黑洞的合并。当这些致密的天体相互靠近时，会释放出巨大的引力波和伽马射线。伽玛射线暴通常只持续几秒钟或者几分钟，但是它们的亮度可以超过整个星系。天文学家发现了一种方法来利用伽玛射线暴的持续时间和亮度之间的关系，来将它们作为标准烛光。这样，就可以用伽玛射线暴来测量最远的距离。 通过使用这些不同的标准烛光，天文学家可以绘制出宇宙的地图，并测量宇宙膨胀的速度和加速度。这些参数可以帮助我们理解宇宙是如何发展到现在的状态，以及未来会如何演化。但是，要得到这些参数，我们需要有足够多和足够精确的数据。这就是一个由日本国立天文台（NAOJ）助理教授Maria Giovanna Dainotti领导的国际团队所做的工作。 这个团队利用了NAOJ运行的超级计算设施，以及各种新的统计方法，来分析各种标准烛光的数据。他们不仅使用了超新星、类星体和伽玛射线暴，还使用了其他一些标准烛光，比如脉冲星、星系团和引力透镜。他们将这些不同类型的标准烛光结合起来，形成了一个覆盖了更大范围和更深层次的宇宙地图。 他们得到的结果将关键参数的不确定性降低了35%。这些更准确的参数将有助于确定宇宙是否会永远膨胀下去，或者最终会回落到自己身上。也许有一天，我们会知道宇宙的命运，以及我们在其中的位置。这些问题可能会在未来几年内得到解决。然而，如果我们不能找到答案，那么我们将无法回答这些问题。 （编辑：聊城站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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