天文学要闻:重现宇宙时间线,引力波事件揭示古老星系的秘密
在过去两年的时间里,至少有五次引力波事件成功验证了爱因斯坦的重力理论和时空模型。这些事件不仅为我们提供了关于恒星形成、伽马射线爆炸以及中子星特性的宝贵信息,还首次证实了类似黄金重元素如何形成的理论。最近,一群天文学家利用去年的一次双中子星合并产生的引力波来重新测量宇宙的年龄。
2017年10月16日晚,LIGO-Virgo科学合作组与全球主要天文台同步宣布,他们首次直接探测到了双中子星合并产生的引力波及其伴随电磁信号,这一事件被称为GW170817。这一重大发现吸引了来自世界各地1314名科学家的参与,其中包括哈佛—史密森尼天体物理中心(CFA)多位研究人员。
通过分析这一次引力波事件,科学家们得知该源距离地球约1.4亿光年。当时,由于宇宙膨胀,该源所在的NGC4993星系正不断远离我们。在确定这一距离以及它相对于我们的速度后,科学家们能够计算出宇宙膨胀所需的时间,即大约119亿到157年的宇宙年龄范围内。
尽管通过单个GW170817事件推算出的宇宙年龄与传统方法获得的大致相同,但这种方法本身就具有非凡意义,并非所有引力波事件都能如此精确地提供数据。在此之前,我们通常依赖数十年的观测数据来估计宇宙年龄,如从微弱光线分布推算或对数万颗星系运动进行统计分析。此外,即便是这些方法,也存在差异,大约占比10%。
这可能是由于观测误差,但也可能反映出我们尚未完全理解宇宙膨胀过程中的某些方面。未来,如果能够对更多这样的高质量数据进行更广泛而详尽的分析,或许将帮助我们解决这一谜题,并进一步缩小年龄值之间潜在差异。