超新星消除了宇宙的青春伪装

2017-04-14 07:09:28

作者:John Gribbin宇宙可能不像宇宙学家所担心的那么年轻哈勃常数的一个新计算,是对宇宙膨胀率的衡量,证实了第一批恒星诞生于大爆炸后数十亿年最近的计算引起了宇宙学家的惊愕,因为他们给这个常数赋予了很高的价值,这意味着一些恒星比宇宙本身更老这个荒谬的结论来自对星体的观测,称为造父变星,在附近的星系中发现,它们在亮度上会变弱通过测量这种变化的时间,天文学家可以计算出造父变星的真实亮度将这个数字与恒星的明显亮度进行比较,可以反映出它们与地球的距离最后,一旦他们知道星系离我们有多远,天文学家就可以用一个简单的方程计算哈勃常数,该方程将物体与地球的距离与来自它的光线红移的程度联系起来去年,当处女座星系群中的造父变星观测结果显示哈勃常数大约为每秒百万分之80公里时,这意味着宇宙必须花费800亿到110亿年才能扩展到目前的规模(新科学家,科学,1994年10月29日)这使得宇宙学家们感到困惑,因为最古老的恒星被认为已经存在了150亿年现在,彼得·纽金特和他在俄克拉荷马大学诺曼分校的同事们与坦佩亚利桑那州立大学的Peter Hauschildt一起工作,相信他们已经解决了这个悖论他们计算哈勃常数的方法,基于恒星作为超新星爆炸时产生的气体膨胀壳的行为,比造父变星技术更直接,涉及更少的中间计算超新星在最初爆炸后不久达到其最大亮度,然后在多年内逐渐消失天体物理学家推导出一个方程式,它将超新星的最大亮度与实现这种亮度所需的时间联系起来,称为“上升时间”这两个值都取决于最初爆炸的能量:小的爆炸很快会达到微弱的最大值,而较大的爆炸则需要更长的时间才能达到更令人印象深刻的高潮因此,如果天文学家知道超新星达到其最大表观亮度的速度有多快,那么它们可以在此时计算出它的真实亮度,从而确定它与地球的距离然而,问题在于天文学家只有在超新星开始变亮后才会发现它,因此难以确定它是否需要上升的时间纽金特和他的同事通过应用计算上升时间和亮度的第二种方法解决了这个问题对附近的超新星1987A的研究表明,在初始爆发后保持超新星闪耀的能量来源是镍-56的放射性衰变在实验室中测量的这种衰变的特性也产生将上升时间与最大亮度相关联的方程因此,有两个方程式和两个未知数,纽金特和他的同事使用简单代数推导了1981年至1994年期间引爆的xx超新星的两个量这使得它们能够计算出每个超新星与地球的距离,并从中计算出哈勃常数介于每兆比40至60公里之间(Physical Review Letters,vol 75,p 394)他们对50的最佳估计将使宇宙大约200亿年前,