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最新研究发现宇宙没那么“老”

来源:中国青年报 作者:张渺 2024年02月05日 10:23

往大质量星系群中掉落的星系。红色区域为一个大质量星系群,黄色圆圈里的为正沿着大尺度纤维状结构掉落的星系,它们相对于中央星系沿相同方向运动。中国科学院国家天文台供图

  有人把宇宙想象成一个古老的智者。然而,中国科学院国家天文台研究员郭琦团队的最新研究,揭示出宇宙比想象中年轻,刷新了人们对宇宙年龄的固有认知。

  国际学术期刊《自然·天文》近日在线发表了这一重要成果:研究团队利用斯隆光谱红移巡天发现大质量星系群中,卫星星系对相对于中央星系有同向运动超出。这与标准宇宙学模型预测有着显著差异,意味着宇宙的真实年龄比当前基于宇宙微波背景预测的年轻。

  郭琦介绍,大质量星系群和星系团作为宇宙中最大的结构,其维里化状态也即理想气体状态,反映了宇宙演化的状态。通常,研究者可以借助卫星星系的动力学信息,推测星系群和星系团的动力学状态。

  研究团队借助斯隆光谱红移巡天,测量了813个大质量星系群周围卫星星系对的动力学,特别侧重于其沿视线方向的运动相关性。研究团队发现,分布在中央星系两侧的卫星星系对,相对于中央星系的视向速度偏移,更倾向具有相同方向。

  卫星星系对同向运动,通常表征了它们沿着大尺度结构被吸积的过程。卫星星系对同向运动的超出,在基于标准宇宙学模型的数值模拟中也被预测到,但其比例要远低于观测结果。目前,观测数据相比于两个数值模拟的预测值,分别出现了4.1西格玛和3.6西格玛的超出。

  “观测和理论预测之间的巨大差异,表明在真实的宇宙中,大质量星系群比根据宇宙微波背景辐射推测的形成更晚,因此也预示了更年轻的宇宙。”郭琦说,这一结果倾向于支持比宇宙微波背景预测结果更高的哈勃常数,更接近于近邻宇宙中对哈勃常数的测量结果,挑战了目前的宇宙学模型。同时,目前数值模拟中的重子物质过程偏差也提供了一种可能的解释。

  论文第一作者为中国科学院国家天文台谷青,通讯作者包括国家天文台郭琦和邵实,合作者来自中国科学院大学、上海交通大学和荷兰莱顿大学等多家国内外单位。

(责编:范婉璐)