新研究发现宇宙膨胀的加速可能并没有之前教科书上暗示的那么快
（未解之谜报道）据凤凰科技（编译/严炎刘星）：科学日报报道，由美国亚利桑那大学天文学家带领的科学家小组发现某种类型的超新星或者爆炸恒星比预想的更加多样化。这项研究结果被展示在发表在期刊《天体物理学》的两篇文章里，它对较大的宇宙问题，例如宇宙继大爆炸之后膨胀的速率有多快，具有启示意义。更重要的是，这项发现暗示了宇宙膨胀的加速可能并没有之前教科书上暗示的那么快。
这项由亚利桑那大学天文学院的助理天文学家、美国亚利桑那州图森市史都华天文台的彼得·米尔恩（Peter A. Milne）带领的小组发现Ia型超新星其实具有不同的类型，在此之前宇宙学家认为这类超新星非常统一，因此将它们作为宇宙“灯塔”来测量宇宙的深度。这项发现类似于在五金店里随机抽取了一些100瓦的灯泡结果发现每个灯泡亮度不一。
“我们发现这种差异并不是随机的，而是将Ia超新星分成两组，靠近我们但数量较少的一组，以及非常遥远——也就是宇宙较为年轻时——但数量较多的一组。” 米尔恩说道。“Ia型超新星的数量不一，且我们尚未完全识别它们。之前的假设认为从近到远，Ia型超新星将是一模一样，现在看来事实可能并非如此。”
这一新发现将对宇宙以更快速率加速膨胀的观点提供新见解，据称宇宙的加速膨胀是因知之甚少的神秘力量暗能量所驱动的。这一观点是基于天文观测结果，后者导致相关的三名科学家获得2011年诺贝尔物理学家，其中包括亚利桑那大学的校友布莱恩·施密特(Brian P Schmidt)。
这三名诺贝尔奖获得者独立发现了很多超新星看起来比预测的更加昏暗，这是因为它们与地球的距离非常遥远，比如果宇宙以相同速率膨胀所导致的距离还要远。这暗示着恒星和星系彼此远离的速率正在增加，换句话说，某种神秘力量导致宇宙加速分崩离析。
“这种推测背后的观点便是Ia型超新星的亮度应该是一样的——它们在爆炸时应该是相似的。一旦人们了解了这一点，他们便开始将Ia型超新星作为宇宙更遥远一边的里程碑。更遥远的Ia型超新星应该与临近的Ia型超新星一样，因为它们彼此相似，但事实上前者比后者更加昏暗，这导致大家总结这类超新星比预想的更加遥远，从而引发结论——宇宙膨胀速率比过去更加快。”
米尔恩与研究合作作者伊利诺伊大学香槟分校的瑞安·福里（Ryan J. Foley）、德州农工大学的彼得·布朗（Peter J. Brown）和美国国家光学天文台（NOAO）的高萨姆·纳拉扬（Gautham Narayan）观察到紫外线和可见光下大量Ia型超新星。在他们的研究里，他们结合了哈勃太空望远镜和美国宇航局雨燕卫星的观测。
雨燕卫星收集的数据至关重要，因为Ia型超新星群体的数量差异，也就是朝红色光谱或者蓝色光谱的轻微移动，在可见光下非常细微——在此之前可见光一直被用于检测Ia型超新星——但是在雨燕卫星在紫外线光下进行的后续观测中变得非常明显。
“这些结果非常了不起，”第一篇文章的合作作者、雨燕卫星的首席调查员、美国宇航局戈达德太空飞行中心天体粒子物理学实验室主任尼尔·格雷斯(Neil Gehrels)这样说道。“我很高兴雨燕可以提供这样重要的观测，这是朝完全独立于卫星主要任务的科学目标迈出的重要一步。它展示了我们的卫星具有针对新现象迅速做出回应的灵活性。”
“雨燕卫星的数据让我们开始意识到其实存在两组Ia型超新星，” 米尔恩说道。“然后我们开始浏览其他数据集以进一步调查，结果发现这一趋势存在所有其它数据集里。随着我们在时间线上朝前回溯，我们观察到超新星群体发生了变化。这些爆炸有些不同，你在可见光里可能察觉不到，但是在紫外线光里却可以清晰看到。”
“由于在此之前没有人意识到这一点，所以所有的超新星都被归为一类。但如果你观察靠近地球的10个Ia型超新星，你会发现与更遥远的10个Ia型超新星样本相比，它们要显得更红。”
研究作者总结称某些发现的宇宙加速的证据可能是因为这两组Ia型超新星的颜色差异所致，这导致实际产生的加速比之前报告的要更少，这进一步导致所需的暗能量也比之前预测的要更少。
“我们认为，我们的数据表明宇宙里存在的暗能量可能比教科书里陈述的要更少，但是我们目前无法具体量化这一数值。” 米尔恩表示。“在我们的发现之前，这两个Ia型超新星群体被当做一个群体对待。想要回答之前那个问题，我们必须重新计算，将较红和较蓝的Ia型超新星群体分离。”
研究作者指出科学家们必须收集更多数据才能理解这一发现对目前暗能量计算的影响。米尔恩表示，亚利桑那州的科学家们和设备在这些研究里起着非常重要的作用，这包括NOAO带领的项目、大口径全景巡天望远镜(the Large Synoptic Survey Telescope，简称LSST)——它的主要镜面是由亚利桑那大学制造的、由亚利桑那大学成像技术实验室为位于图森市西南基特峰的Super-LOTIS 望远镜制造的摄像头。Super-LOTIS是一个机械望远镜，它使用了最新摄像头跟踪调查由雨燕检测到的伽马射线爆发，后者被认为是超新星的“炮口焰”。