万余星系研究揭示暗能量奥秘(图)
2008-2-1 10:03:06   科学网

　　图片说明：如果没有类似暗能量的作用，图中的线条应该接近正圆形。（图片来源：L. Guzzo et al., Nature）

　　神秘的暗能量(dark energy)真的在加速宇宙的膨胀吗？一支由50余位天文学家组成的国际研究小组通过计算一万多个星系的合并速率，进一步加深了人们对宇宙暗能量奥秘的认识。新的研究技术也将成为日后测量暗能量如何发挥作用的强大工具。相关研究论文发表在1月31日的《自然》杂志上。

　　暗能量的观点提出于10年前，当时由美国空间望远镜科学研究所Adam Riess领导的研究小组在《天体物理学杂志》上发表论文称，宇宙的膨胀在加速进行，而非许多科学家认为的那样变慢或开始收缩。这一发现的影响是巨大的：宇宙的大尺度上不仅存在着一种比引力更强大的反作用力，而且这种“力”(后来即被称为暗能量)似乎组成了宇宙物质的四分之三还多。

　　不过，关于暗能量一些基本问题的争论依然存在，甚至就暗能量到底存在与否也是众说纷纭。造成这一状况的关键在于关于宇宙膨胀还存在其它可能的解释。比如，在宇宙的最大尺度上，引力的作用方式和表现可能与一般情况下截然不同。科学家们目前仍在不断开发和利用更加强大和敏感的工具，投身于揭开这一谜团的努力中来。

　　作为欧空局VIMOS-VLT深度巡天计划(VVDS)的一部分，在新的尝试中，51位研究者利用欧空局甚大望远镜(VLT)的可见光多目标光谱仪(VIMOS)，确定了在相同宇宙邻域中大约13000个松散关联星系的运动速度，这些星系与地球的距离大致相同，为70亿光年。研究人员明白，随着时间过去，许多星系会趋于合并，最终成为超星系团。因此，在大量星系刚刚开始发生联系时就检测它们的运动状态，有助于揭示暗能量是否阻碍了令星系结合的引力作用。这些70亿光年外的星系所反映的宇宙寿命只有现在的一半。

　　研究结果到目前为止是不错的。将最新研究与此前在现今宇宙中进行的2度视场星系红移巡天(Two-degree-Field Galaxy Redshift Survey，简称2dFGRS)研究数据进行对比后，研究人员发现，在单纯的引力之外，确实有一些东西“扭曲”着星系的速度。因此，随着时间的推移，星系的合并速度越来越慢，所要克服的障碍也越来越大。而唯一的问题是科学家认为此次的研究还是太有限，不能得到无可辩驳的结论。

　　论文第一作者、意大利布雷西亚天文台(Osservatorio Astronomico di Brera)的Luigi Guzzo说，“我们在星系形成星团之前抓住了它们。”论文合著者、意大利罗马大学的Enzo Branchini表示，这是该技术首次用于暗能量的探测，而他们下一步将通过研究更多不同距离、不同年龄时期的星系(有可能达到1亿颗)，努力证实第一轮研究得出的答案。Branchini说，最终足够的样本数量将能够让暗能量的某一种解释凌驾于其它之上。

　　对于最新研究结果，前辈Riess评价说，“这是一个令人振奋的消息，暗能量仍然是宇宙学和物理学中最紧迫的问题之一。”美国达特茅斯学院(Dartmouth College)的宇宙学家Robert Caldwell也表示，尽管这只是初步结果，但星系合并速率的测定将对科学家计算宇宙为何加速膨胀十分有用。(科学网 任霄鹏/编译)