用黑洞测量宇宙的膨胀率

时间：2021-09-07 15:25:01 来源：

通过使用位于许多星系中心的某些类型的活动黑洞，研究人员开发出了一种方法，该方法有可能高精度地测量数十亿光年的距离。

TAU研究人员说，黑洞附近发射的辐射可以用来测量数十亿光年的距离。

几年前，研究人员透露，宇宙的膨胀速度比最初认为的快得多-这一发现在2011年获得了诺贝尔奖。特拉维夫大学物理与天文学学院的Hagai Netzer教授说，但是在远距离测量这种加速度的速度仍然是充满挑战和问题的。

现在，Netzer教授与中国科学院高能物理研究所的王建民，杜甫和陈虎以及巴黎天文台的David Valls-Gabaud博士一起，开发了一种具有潜力的方法。可以高精度地测量数十亿光年的距离。该方法使用位于许多星系中心的某些类型的活动黑洞。测量很长距离的能力转化为进一步了解宇宙的过去，并能够在很小的时候估计其膨胀率。

该测量系统发表在《物理评论快报》上，该系统将吸收黑洞周围材料发出的辐射考虑在内，然后将其吸收。当物质被吸引到黑洞中时，它会加热并发出大量辐射，其辐射量是包含1000亿颗恒星的大型星系产生的能量的一千倍。由于这个原因，可以从很远的距离看到它，Netzer教授解释说。

解决未知距离

在天文学中，使用辐射来测量距离是一种通用的方法，但是到目前为止，黑洞从未被用来帮助测量这些距离。通过将从黑洞附近发射的能量的量与到达地球的辐射量的测量结果相加，可以推断出到黑洞本身的距离以及宇宙中能量消耗的时间被发射了。

准确估计发射的辐射取决于黑洞的性质。研究人员说，对于这项工作中针对的特定类型的黑洞，当物体将物质吸入自身时发出的辐射量实际上与物体的质量成正比。因此，可以使用已有的测量该质量的方法来估计所涉及的辐射量。

这一理论的可行性是通过使用我们自己的天文学附近（仅几亿光年之内）的黑洞的已知特性来证明的。Netzer教授认为，他的系统将添加到天文学家的工具箱中，用于测量更远的距离，这是对现有方法的补充，该方法使用了被称为超新星爆炸的恒星。

照亮“暗能量”

根据Netzer教授的说法，测量遥远距离的能力有可能揭开大约140亿年前的宇宙中一些最大的谜团。他解释说：“当我们观察数十亿光年的距离时，我们正在回望过去。”“我今天看到的光是在宇宙年轻时首先产生的。”

天文学家称之为“暗能量”的性质就是一个这样的谜，暗能量是当今宇宙中最重要的能量来源。人们认为这种能量表现为某种“反重力”，它通过向外推动而促进了宇宙的加速膨胀。最终目标是从物理角度了解暗能量，并回答诸如该能量在整个时间段内是否一直保持恒定以及将来是否会改变之类的问题。

出版物：Wang Jian-Min Wang等人，“超级爱丁顿积聚大量黑洞作为宇宙的长期宇宙学标准”，《物理学报》。莱特牧师110, 081301 (2013): DOI：10.1103 / PhysRevLett.110.081301

研究报告的PDF副本：超级爱丁顿（Super-Eddington）积聚大量黑洞作为长期的宇宙学标准

图像：特拉维夫大学美国朋友

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