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宇宙温度如何变化?宇宙会随时间推移越来越热

2020-11-16 09:27:45    来源:科技日报

据物理学家组织网11日报道,美国科学家在一项新研究中探讨了宇宙在过去100亿年间的热历史。研究发现,在这段时间里,整个宇宙间气体的平均温度上升了10倍多,现在宇宙气体的平均温度高达约200万摄氏度。

这项研究由俄亥俄州立大学宇宙学和天体粒子物理中心研究员蒋义宽(音译)领导,他们借助一种新方法来估算远离地球的气体的温度,并将之与距离地球更近气体的温度相比较。结果证实,由于宇宙结构的引力坍塌,宇宙会随着时间的推移变得越来越热,而且变热过程会不断持续下去。

为了解宇宙的温度随时间如何变化,研究人员使用了普朗克太空望远镜和斯隆数字巡天任务收集的光的数据,并通过测量红移估算了更近处和更远处热气体与地球之间的距离。红移是天体物理学家用来估计远处物体年龄的概念——距离地球越远的物体,其光的波长就越长。

研究人员解释说,距地球更远的物体发出的光比距地球更近的物体发出的光更古老,利用这一事实,加上从光中估算温度的方法,使他们能测量早期宇宙中气体的平均温度,并将该平均值与更接近地球的气体的平均温度进行比较。

结果发现,距地球较近物体周围气体的温度高达约200万摄氏度,约是距离较远气体温度的10倍。

蒋义宽说:“我们的测量方法直接证实了2019年诺贝尔物理学奖获得者吉姆·皮布尔斯的开创性工作,他提出了宇宙中大尺度结构如何形成的理论。”

蒋义宽解释说:“宇宙大尺度结构指星系和星系团的整体模式,其规模超过单个星系,由暗物质和气体在引力作用下塌陷形成。随着宇宙不断演化,引力让暗物质和气体簇拥成星系和星系团。在此过程中,遇到的阻力非常猛烈,导致越来越多气体被震荡和加热。”

蒋义宽最后强调,宇宙是由于星系和大尺度结构形成而变暖的,与地球变暖无关。(记者刘霞)

总编辑圈点

地球变暖也就罢了,宇宙居然也越来越热。不过,宇宙温度的升高,是演化过程中引力造成的震荡加热;而地球的温度升高,却是人类活动和温室气体排放造成的后果。话说回来,为什么科学家要费力去探求宇宙的温度变化呢?其实,我们的世界能如此精彩,无非是因为不同的分子原子在不同的温度下演化而来的,而分子平均功能的标志,就是温度——即使放到整个宇宙尺度上看,也无非如此。

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