天文学中可能很快被推翻的5个共识想法
2022-08-30 12:34阅读：
天文学中可能很快被推翻的5个共识想法
从黑洞到暗能量到宇宙中生命的机会，我们的到了解这一切的宇宙之旅才刚刚开始。
STARTS
WITH A BANG — AUGUST 29, 2022
Ethan
Siegel
这个大天文台起源深场勘察北（GOODS-N）深场的这一小块是用许多天文台包括哈勃，斯皮策，钱德拉，XMM-Newton，赫歇尔，VLT等一起成像的，包含一个看似不起眼的红点。这个天体是一个大爆炸后7.3亿年的类星体-星系混合体，可能是解开星系-
黑洞演化之谜的关键。曾经是推测性的，黑洞的物理存在和无处不在的证据现在是压倒性的。
(Credit: NASA, ESA, G. Illingworth (UCSC), P.
Oesch (UCSC, Yale), R. Bouwens (LEI), I. Labbe (LEI), Cosmic Dawn
Center/Niels Bohr Institute/University of Copenhagen,
Denmark)
关键要点
只几个成分如物理定律、宇宙的内容和一组初始条件，我们能使几乎所有的整个宇宙有意义。
但有一些我们认为我们已经使那个有意义的宇宙的某些方面可能不像我们已经假设它们将的那样相当泛出的。
这里是天文学中目前被大多数天文学家所接受的5个想法，其中未来几十年可能会粗鲁的唤醒我们到它们的根本缺陷。
自1920年以来，我们已经确定了可观测宇宙的大小、范围和起源。
我们看得越远，我们在时间中朝向看大爆炸就越接近。随我们的观测站改进，我们可能又揭示非常最早的恒星和星系，并找到超出它们的限制，那里没有的。尽管更遥远的天体以令人难以置信的速度从我们退去，但宇宙的膨胀遵循一个距离和表观的衰退速度之间的非常简单的关系，这种关系由我们（可疑地？）叫哈勃常数给定。(Credit: Robin Dienel/Carnegie Institution for
Science)
宇宙膨胀先于大爆炸，先后形成了原子核、原子、恒星和星系。
![天文学中可能很快被推翻的5个共识想法]( "天文学中可能很快被推翻的5个共识想法")
在膨胀期间发生的量子波动被拉伸跨整个宇宙，当膨胀结束时，它们变成密度波动。随着时间这导致今天宇宙中的大尺度结构，以及在宇宙微波背景中观察到的温度波动。像这样的新预测对证明一个提出的精细微调机制的实在性以及来测试（并可能排除）替代方案是至关重要的。(Credit: E. Siegel; ESA/Planck and the
DOE/NASA/NSF Interagency Task Force on CMB
research)
尽管如此，我们标准图片的许多方面仍然不确定。
![quasar-galaxy hybrid]( "天文学中可能很快被推翻的5个共识想法")
这个大天文台起源深场勘察北（GOODS-N）深场的这一小块是用许多天文台包括哈勃，斯皮策，钱德拉，XMM-Newton，赫歇尔，VLT等一起成像的，包含一个看似不起眼的红点。这个天体是一个大爆炸后7.3亿年的类星体-星系混合体，可能是解开星系-黑洞演化之谜的关键。曾经是推测性的，黑洞的物理存在和无处不在的证据现在是压倒性的。(Credit: NASA, ESA, G. Illingworth (UCSC), P.
Oesch (UCSC, Yale), R. Bouwens (LEI), I. Labbe (LEI), Cosmic Dawn
Center/Niels Bohr Institute/University of Copenhagen,
Denmark)
这里是五个潜在的不正确的初步结论。
宇宙能量密度的各种组成部分和贡献者以及它们何时可能占主导地位。请注意，辐射在大约前9000年比物质占主导地位，然后物质占主导地位，最后一个宇宙学常数浮现。（其他的则不存在可观的量）。中微子首先表现为辐射，后来表现为物质。然而，暗能量可能不是一个宇宙学常数，如果我们已经错误地假设了它的本质它可能会演变。(Credit: E. Siegel / Beyond the
Galaxy)
1.)暗能量是一个宇宙学常数。
回到时间中测量而距离（在“今天”的左边）能告知宇宙将如何演化和加速/减速到遥远的未来。通过将膨胀速率与宇宙的物质和能量含量联系起来并测量膨胀速率，我们能得出宇宙中有一个哈勃时间的值，但该值不是一个常数;它随着宇宙的膨胀和时间的流逝而演变。(Credit: Saul Perlmutter/UC
Berkeley)
随着时间流逝，遥远的星系越发更快的消退：自1998年以来观测上证明了。
来自万神殿（Pantheon+）分析的最新约束，涉及1550型Ia超新星是与暗能量只不过是一个“香草”宇宙学常数完全一致的。没有有利于它的既跨时间又跨空间演化的证据，但是任何偏离w
=
-1和w_a或w'等于0都会完全改变我们宇宙的假设命运。(Credit: D. Brout et al./Pantheon+, ApJ
submitted, 2022)
但暗能量可以要么加强要么减弱。
![big crunch]( "天文学中可能很快被推翻的5个共识想法")
宇宙遥远的命运提供许多可能性，但如果暗能量真的是一个常数，正如数据所表明的那样，它将继续遵循红色曲线，导致这里经常描述的长期场景：宇宙的最终热死。如果暗能量随着时间进化，一个大撕裂或一个大碾压仍然是可以允许的。(Credit: NASA/CXC/M. Weiss)
即将到来的尤科里德（EUCLID）和南希罗曼（Nancy
Roman）望远镜可以发现精髓。
这幅插图比较由两项调查所覆盖的天空区域的相对大小：即将推出的南希·罗曼望远镜的高纬度广域勘察，以蓝色勾勒，以及由哈勃望远镜领导的最大马赛克，宇宙演化勘察（COSMOS），以红色显示。在目前的计划中，罗曼勘察的范围将比哈勃望远镜更大1000多倍，揭示星系怎样所未有跨时间和空间聚集，并能对暗能量放上从来最严格的约束。(Credit: NASA/GSFC)
2.) 恒星先于黑洞。
一颗非常大质量恒星整个一生中的解剖，当核耗尽核燃料时最终形成II型超新星。聚变的最后阶段通常是硅燃烧，在跟着成超新星之前的同时只短暂时间的在核中产生铁和类似铁的元素。如果这颗恒星的核质量足够大，当核坍塌时它会产生一个黑洞。(Credit: Nicolle Rager
Fuller/NSF)
从理论上讲，黑洞首先源自恒星尸体。
