江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

科学|控制宇宙膨胀的“力量”它在宇宙几乎无处不在( 二 )


另一个奇怪的现象是 ， 在星系中心常见的超大质量黑洞似乎已经显著减速 。这些黑洞是类星体和活动星系的能量来源 ， 在现代宇宙中几乎不存在(我们星系和其他星系中的黑洞是不活跃的) 。这些趋势与星系演化有关吗?暗能量真的是这一切的根源吗?处于支配地位
一些天文学家认为 ， 星系内部的一些过程 ， 如黑洞和超新星释放能量 ， 是导致星系和恒星停止的原因 。但是现在暗能量被摆上了桌面 ， 它似乎是所有这些的更基本的原因 。主要的证据是 ， 大多数星系和星系团停止形成的同时 ， 暗能量开始主宰宇宙 。这两种情况都发生在宇宙目前年龄的一半 。
科学|控制宇宙膨胀的“力量”它在宇宙几乎无处不在
文章图片

文章图片

这个概念是这样的:在宇宙历史上的那个时候 ， 物质的密度非常高 ， 所以星系之间的引力相互作用足以超越暗能量的影响 ， 星系彼此靠近 ， 相互作用和融合频繁 。当星系中的气体云相互碰撞时 ， 新的恒星就诞生了;如果气体在这些系统的中心 。黑洞的成长 。随着时间的推移 ， 空间扩大 ， 物质变薄 ， 引力减弱 ， 但暗能量的强度保持不变(或几乎不变) 。两者很难保持稳定的平衡 ， 最终导致膨胀由减速向加速的转变 。其结果是 ， 星系的结构被撕裂 ， 导致星系的合并比例逐渐下降 ， 星系间气体的下降更加困难 。在星系 。由于失去了食物 ， 黑洞当然平静多了 。
暗能量也可以解释星系团的演化 。在宇宙的年龄还不到现在的一半之前 ， 古老的星系团就存在于那个时候 ， 它们的总质量与今天的星系团相当 。也就是说 ， 星系团的质量在过去的60亿到80亿年间并没有增加 。这种停滞意味着星系不再以宇宙一半的年龄聚集 ， 这是暗能量在大尺度上影响星系相互作用的直接证据 。天文学家早在上世纪90年代中期就知道 ， 在过去的80亿年里 ， 星系团并没有增长多少 。他们把这些现象归咎于宇宙中物质的密度远低于理论估计的事实 。暗能量解决了观测和理论之间的矛盾 。牵一发而动全身
由暗能量主导宇宙的加速 ， 是个合理的解答 ， 它可以解释星系族群里产生的所有已观测到的变化 ， 也就是星系合并的中断和伴随而来的必然后果 ， 例如丧失形成恒星的活力 ， 并终结星系形态的变换 。假如没有暗能量 ， 星系合并的活动可能会持续得更久些 ， 那么今天的宇宙里将存在着更多由古老恒星所组成的大型星系 。同样 ， 宇宙中低质量系统的数目会更少 ， 而像银河系这样的螺旋星系数量将会稀少许多（假设螺旋星系无法在合并過程中保存下来） 。星系的大尺度结构可能会束缚得更为紧密 ， 而且会发生次数更多的结构合并与吸积 。
相反 ， 如果暗能量的强度比现在更大 ， 宇宙中的星系合并事件会减少 ， 使大型星系与星系团的数量更少 。由于在时间的长河里 ， 星系间较少发生合并 ， 星系团的质量将不会那么高 ， 甚至不会有星系团存在 ， 因此螺旋星系与低质量的不规则状矮星系会变得更普遍 。同时 ， 恒星的形成数量可能比较少 ， 使得宇宙里处于气体状态的重子质量比例较高 。
科学|控制宇宙膨胀的“力量”它在宇宙几乎无处不在
文章图片

文章图片

虽然这些過程似乎离我们相当遥远 ， 但星系的形成方式其实也影响我们的存在 。只有恒星才能制造出比锂重的元素 ， 而那些重元素则是建构类地行星与生命的必需材料 。假如恒星形成率太低 ， 就无法制造出够丰富的这类元素 ， 那么宇宙将不会有这么多行星 ， 可能也就不会演化出生命 。因此 ， 暗能量可能对宇宙里许多不同且看似毫不相干的事物有着深远的效应 ， 甚至影响了地球的历史细节 。
暗能量当然尚未完成它的工作 。它看来似乎对生命有益：宇宙加速将可以避免天文学家不久之前还在担忧的事情——宇宙最终会崩塌 。但暗能量也带来其他的风险 ， 至少 ， 它驱赶遥远的星系 ， 使它们后退得太快而永远消失在我们的眼前 ， 我们的星系和邻居的周遭逐渐清空 ， 把我们遗留在日益孤寂的岛上；星系团、星系甚至飘浮于星系际空间的恒星 ， 终将遭禁锢于极有限的球状区域 ， 其重力可及的范围将不超過它们本身的大小 。


推荐阅读


上一篇：中年|一图读懂第46次《中国互联网络发展状况统计报告》

下一篇：科学,黑洞|黑洞吞噬恒星，提供星系如何成长的线索