宇宙加速膨胀的那些事儿

此次获得诺贝尔物理学奖的珀尔马特、施密特和里斯的观测表明宇宙在加速膨胀，宇宙确实存在一种使得宇宙膨胀不断加速的斥力，‘宇宙学常数’代表的斥力项确实是应该要的。”
    三位科学家的研究，确认了最初由爱因斯坦提出的一种理论，科学的发展在这一历史时刻向世界证明了爱因斯坦的“倔强”没有错。
    ———— 给宇宙找一个“标准烛光” ————
    孔旭介绍，大爆炸宇宙学理论提出后，天文学家们一直在尝试和利用各种不同的手段，希望从观测上能够限制宇宙的终极命运。直到20世纪80年代中期，天文学家们才发现超新星是离我们十分遥远星系的绝佳距离指示器。
    “Ia型超新星”：绝佳的距离指示器
    什么是“Ia型超新星”呢？这还要从多种恒星生命的最后归宿——超新星开始解释。孔旭说：“超新星可以理解为恒星演化到晚期的‘回光返照’——恒星死亡之前的突然增亮。”
    根据前身恒星质量的不同，宇宙中的超新星可以分为两类：一种是大质量恒星演化到晚期，核塌缩导致整个星体在短时间内爆炸，使得星体的亮度短时间内可达到十亿甚至百亿个太阳的亮度。这类超新星被称作“II型超新星”，但是他们的光度差异很大，不能用做距离的指示器。另一种是中、小质量的恒星在燃尽核区燃料后，变成白矮星。当白矮星周围有一个伴星时，白矮星将把其伴星的物质吸引和累积在其表面，到一定程度（即质量上限，约为1.44倍太阳质量）后发生核爆炸。这类超新星被称为“Ia型超新星”。因白矮星有1.44倍太阳质量上限，白矮星发生超新星爆炸时大多都比较接近这个质量，所以它们爆炸前的燃烧物质基本一样多，燃烧发出的光度基本也一样。
    既然所有的“Ia型超新星”的光度相等，那么根据观测到的一颗“Ia型超新星”的视亮度，就可以推测它到我们的距离。孔旭打了一个比方：“一支蜡烛放在离我们不同距离的地方，它们的亮度会不一样。离我们近，看上去亮；离我们远，看上去暗。这样我们可以通过观测它的亮度来计算蜡烛距我们的距离。”另一方面，科学家还可以观测到这些“Ia型超新星”的光谱，从中测出超新星的光谱中某些谱线的移动量，即天文中所说的“红移”。把测到的超新星的红移和距离一一对应起来，可以画出所谓的哈勃图，不同的宇宙学模型的哈勃图是不一样的，因此用这种办法，可以了解宇宙到底是什么样的。
    ———— 没错，宇宙膨胀在加速 ————
    有了珀尔马特、施密特和里斯所属的研究小组发现，超过50颗超新星所显现的光度比先前预期暗淡。孔旭阐释了这一研究发现为何可以显示出宇宙正在加速扩张——
    首先假定宇宙在匀速膨胀，我们可以根据宇宙学模型算出一个距离d0。
    如果宇宙减速膨胀，即膨胀越来越慢，那么超新星与我们的距离应该是d1，且d1/p>
    如果宇宙在加速膨胀，超新星被所在星系裹挟着，以越来越快的速度相互远离，地球观测者到超新星的距离记作d2，且有d2>d0。这样相当于把一支蜡烛放得更远，它会显得更暗。
    所以发现超新星光度比匀速膨胀宇宙模型显得暗淡，说明星系和其内部的超新星以越来越快的速度相互远离，宇宙膨胀在加速。
    “宇宙加速膨胀的研究，推进了人类对宇宙的认知。但是对人类的生产、生活没有什么影响，因为人类活动的时间相对于宇宙时标，那真是弹指一挥间。”孔旭说。
    ■延伸阅读
    因为超新星爆发是罕见的天文现象（一个典型的星系平均每500年才会出现1颗超新星爆发），所以很难利用，使得利用“Ia型超新星”了解宇宙演化项目在1980年代中期开始以来，进展一直很缓慢。经过多年努力，由劳伦斯伯克利实验室佩尔马特领导的“超新星宇宙学项目”研究组和里斯、施密特领导的“高红移超新星”研究组在1998年1月几乎同时公布了他们的观测结果：他们发现，高红移的超新星比他们原来预期的要暗。根据哈勃图，这表明宇宙的膨胀在加速而不是减速。宇宙加速膨胀的结果轰动了整个世界，并在1998年12月被美国《科学

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