宇宙年齡究竟有多大？最新研究發(fā)現(xiàn)比當(dāng)前宇宙學(xué)模型預(yù)測(cè)的年輕

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(shí)年齡嗎？關(guān)于宇宙的年齡之謎長(zhǎng)期以來(lái)備受關(guān)注，天文學(xué)界也持續(xù)開(kāi)展相關(guān)研究。

來(lái)自中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)的最新消息說(shuō)，該臺(tái)郭琦研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院大學(xué)、上海交通大學(xué)和荷蘭萊頓大學(xué)等多家中外機(jī)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(duì)相對(duì)于中央星系有同向運(yùn)動(dòng)超出，這與當(dāng)前宇宙學(xué)模型預(yù)測(cè)的差異顯著，暗示了一個(gè)更年輕的宇宙，也意味著宇宙的真實(shí)年齡比當(dāng)前基于宇宙微波背景預(yù)測(cè)的年輕。

往大質(zhì)量星系群中掉落的星系(圖片來(lái)源：廖世鴻)，紅色區(qū)域?yàn)橐粋€(gè)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(duì)于中央星系沿相同方向運(yùn)動(dòng)。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)/供圖

這項(xiàng)重要天文研究成果論文，近日在國(guó)際專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)期刊《自然-天文》在線(xiàn)發(fā)表。

郭琦研究團(tuán)隊(duì)介紹說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)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(jí)并合形成越來(lái)越大的結(jié)構(gòu)。大質(zhì)量星系群和星系團(tuán)作為宇宙中最大的結(jié)構(gòu)，其動(dòng)力學(xué)平衡狀態(tài)反映了宇宙演化的狀態(tài)。天文學(xué)家通常可以借助衛(wèi)星星系的動(dòng)力學(xué)信息推測(cè)星系群和星系團(tuán)的動(dòng)力學(xué)狀態(tài)。

在本次研究中，借助斯隆光譜紅移巡天，研究團(tuán)隊(duì)測(cè)量了813個(gè)大質(zhì)量星系群周?chē)l(wèi)星星系對(duì)的動(dòng)力學(xué)，特別側(cè)重于其沿視線(xiàn)方向的運(yùn)動(dòng)相關(guān)性。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，分布在中央星系兩側(cè)的衛(wèi)星星系對(duì)，相對(duì)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(duì)同向運(yùn)動(dòng)通常表征了它們沿著大尺度纖維結(jié)構(gòu)被吸積的過(guò)程。

同時(shí)，衛(wèi)星星系對(duì)同向運(yùn)動(dòng)的超出在基于當(dāng)前宇宙學(xué)模型的數(shù)值模擬中也被預(yù)測(cè)到，但其比例要遠(yuǎn)低于觀測(cè)結(jié)果。此次研究的觀測(cè)數(shù)據(jù)相比于兩個(gè)數(shù)值模擬的預(yù)測(cè)值，均表現(xiàn)出大幅度超出。

同向運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星星系對(duì)占比隨張角的變化：黑色帶圓點(diǎn)的實(shí)線(xiàn)為觀測(cè)結(jié)果，藍(lán)線(xiàn)和紅線(xiàn)為理論模擬預(yù)測(cè)結(jié)果，黑色虛線(xiàn)為隨機(jī)分布，陰影區(qū)為自舉標(biāo)準(zhǔn)誤差范圍。中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)/供圖

研究團(tuán)隊(duì)表示，觀測(cè)和理論預(yù)測(cè)之間的巨大差異，表明在真實(shí)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(cè)的形成更晚，因此也預(yù)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(yù)測(cè)結(jié)果更高的哈勃常數(shù)，更接近于近鄰宇宙中對(duì)哈勃常數(shù)的測(cè)量結(jié)果，這挑戰(zhàn)了目前的宇宙學(xué)模型。另一方面，目前數(shù)值模擬中的重子物質(zhì)過(guò)程偏差也提供了一種可能的解釋。

他們認(rèn)為，未來(lái)研究還需要結(jié)合理論和觀測(cè)的進(jìn)一步發(fā)展，才能最終確定宇宙的年齡。(完)

來(lái)源：中國(guó)新聞網(wǎng)