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天文學家質疑宇宙中暗物質與暗能量的存在

 

WMAP微波各向異性探測器(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe)發設於2001年,是觀測宇宙大霹靂(Big Bang)之後的餘溫分布狀況,也就是所謂的宇宙微波背景輻射(Cosmic Microwave Background,CMB),如上圖。


天文學家一般認為圖中的CMB起伏波動和宇宙的組成有關,這個微小波動的視角大小約為1度,約相當於2倍滿月視直徑。由此觀測結果,科學家推論宇宙中應含有4%的一般普通物質、22%的暗物質(dark matter)和74%的暗能量(dark energy),其中我們一般常見的行星、恆星、星系等,包含我們地球上的生物,都僅屬於一般普通物質的一部分,絕大部分的宇宙都處於未知的狀態。

  Sawangwit等人利用電波望遠鏡中無法解析的點狀天體去測試WMAP資料中的平滑度,結果發現平滑度比之前認為的還大很多,顯示之前測量的CMB溫度波動大小並不正確,意味著CMB溫度波動其實比之前測量的小很多,所以搞不好根本用不著暗物質和暗能量就可以解釋現行宇宙狀態,或至少暗物質與暗能量的比例沒有現在那麼高。此外,他們的另一項研究結果也顯示:CMB並不能作為檢驗電波天文學觀測暗能量結果是否正確的工具。

  如果暗能量確實存在,它將使宇宙加速膨脹。在從遙遠宇宙到地球附近,CMB光子常會穿越許多龐大的超星系團,一般而言,當CMB光子接近超星系團時,會呈現藍位移,反之遠離時會呈現紅位移,最後紅藍位移的結果會互相抵銷;然而,若有暗能量存在時,超星系團中的星系彼此間會加速遠離,造成CMB光子通過超新星系團之後的藍位移會多一些,因而使CMB溫度稍高一些。但是,根據史隆數位巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)觀測約100萬個明亮紅色星系之後的分析結果,並沒有CMB溫度稍高的效應,大大質疑宇宙標準模型的正確性,威脅了一些終生鑽研暗能量的學者,也引發星系中恆星誕生理論上的問題。

  Sawangwit表示:宇宙標準模型到底會不會被推翻還是未定之數,這個問題將有待如普朗克衛星等新一代觀測衛星更詳盡的觀測資料來回答。

資料來源:http://www.ras.org.uk/news-and-press/157-news2010/1836-doubts-on-the-dark-side, 2010.06.15, KLC

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