有人把宇宙想象成一個古老的智者。然而,中國科學院國家天文臺研究員郭琦團隊的最新研究,揭示出宇宙比想象中年輕,刷新了人們對宇宙年齡的固有認知。
國際學術期刊《自然·天文》近日在線發表了這一重要成果:研究團隊利用斯隆光譜紅移巡天發現大質量星系群中,衛星星系對相對于中央星系有同向運動超出。這與標準宇宙學模型預測有著顯著差異,意味著宇宙的真實年齡比當前基于宇宙微波背景預測的年輕。
郭琦介紹,大質量星系群和星系團作為宇宙中最大的結構,其維里化狀態也即理想氣體狀態,反映了宇宙演化的狀態。通常,研究者可以借助衛星星系的動力學信息,推測星系群和星系團的動力學狀態。
研究團隊借助斯隆光譜紅移巡天,測量了813個大質量星系群周圍衛星星系對的動力學,特別側重于其沿視線方向的運動相關性。研究團隊發現,分布在中央星系兩側的衛星星系對,相對于中央星系的視向速度偏移,更傾向具有相同方向。
衛星星系對同向運動,通常表征了它們沿著大尺度結構被吸積的過程。衛星星系對同向運動的超出,在基于標準宇宙學模型的數值模擬中也被預測到,但其比例要遠低于觀測結果。目前,觀測數據相比于兩個數值模擬的預測值,分別出現了4.1西格瑪和3.6西格瑪的超出。
“觀測和理論預測之間的巨大差異,表明在真實的宇宙中,大質量星系群比根據宇宙微波背景輻射推測的形成更晚,因此也預示了更年輕的宇宙。”郭琦說,這一結果傾向于支持比宇宙微波背景預測結果更高的哈勃常數,更接近于近鄰宇宙中對哈勃常數的測量結果,挑戰了目前的宇宙學模型。同時,目前數值模擬中的重子物質過程偏差也提供了一種可能的解釋。
論文第一作者為中國科學院國家天文臺谷青,通訊作者包括國家天文臺郭琦和邵實,合作者來自中國科學院大學、上海交通大學和荷蘭萊頓大學等多家國內外單位。(中青報·中青網記者張渺)