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探索宇宙膨胀速度 三种方法测出三个哈勃常数

来源: 滚动新闻中新网     时间: 2019-07-24 06:44:42
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  探索宇宙膨胀速度??
  三种方法测出三个哈勃常数,到底哪个准?

  今日视点

  本报记者 刘 霞

  自上世纪20年代以来,美国天文学家哈德温?哈勃的观测让科学家知道,宇宙在不断膨胀。那么,宇宙的膨胀速度有多快??也即所谓的哈勃常数有多大呢?

  哈勃常数是宇宙参数,在各种各样的宇宙学计算中都扮演非常重要的角色,它决定了宇宙的绝对规模、大小和年龄,是我们量化宇宙演化最直接的工具之一。此外,它也与暗物质、暗能量的属性有关,而后两者,是我们目前仍未揭示的宇宙几大谜团中的两个。

  100多年来,科学家分别借助对Ia型超新星和宇宙微波背景(CMB)的观测,测出了两个哈勃常数的值,但这两个值并不一样,这让科学家们很迷惑。现在,通过对红巨星的研究,科学家又得出了一个新的哈勃常数值,新值介于上述两者之间,令整个事件更加扑朔迷离。

  两个哈勃常数不一致

  20世纪20年代,哈勃(哈勃太空望远镜就是以他的名字命名)等人发现,宇宙正在膨胀??因为大多数星系离银河系越来越远,且距离银河系越远的星系,后退的速度也越快。星系远离银河系的速度和星系与银河系的距离之间的比率大致恒定,这一比率被称为哈勃常数。

  经过研究计算,哈勃发现,一个星系与地球的距离每增加百万秒差距(Mpc,约326万光年),该星系远离地球的速度就增加500公里/秒,所以那时,哈勃测出的哈勃常数值为500公里/秒/百万秒差距(km/s/Mpc)。

  几十年来,随着测量技术的不断改进,天文学家大幅下调了哈勃常数的估算值。20世纪90年代,弗里德曼率先使用哈勃太空望远镜来测量哈勃常数,计算出的值约为72公km/s/Mpc,误差范围不到10%。此后,由约翰霍普金斯大学诺贝尔奖获得者亚当?里斯领导的团队测得了迄今最精确的值??74km/s/Mpc,误差率仅为1.91%。

  测量哈勃常数的难点在于可靠地测量星系的距离。在上述测量方法中,研究人员主要是借助对造父变星和Ia型超新星的运动进行测算,得出了星系的距离,从而计算出了哈勃常数的数值。

  造父变星是一类特殊的恒星,其亮度变化周期与自身光度直接相关,因而可用于测量星系等的距离。而Ia型超新星则是一类爆发的恒星,其亮度基本恒定,所以二者在天文学上均被当作“标准烛光”,用于计算遥远星系的距离。在里斯的研究中,他们对约2400颗造父变星和约300颗Ia型超新星的运动进行了测算。

  除了上述方法,参与欧洲航天局普朗克任务的科学家也借助对宇宙微波背景的观测,计算出了新的哈勃常数值:67.8km/s/Mpc。

  里斯测得的74km/s/Mpc比由普朗克卫星测得的67.8km/s/Mpc高出9%。哈勃常数的倒数与宇宙的年龄直接相关??哈勃常数数值越大,宇宙的年龄就越小。如果我们接受哈勃常数为里斯所测得的值,其比之前测得的要高出9%,那么由它推测出的将是一个年轻约10亿年的宇宙。

  或与暗能量有关

  据英国《科学新闻》杂志网站7月17日报道,对此差异,里斯提出了一些可能的解释。一种可能是,促使宇宙加速膨胀的暗能量可能会以更大的力或者越来越大的力把星系推离,这意味着宇宙膨胀的加速度本身在宇宙中没有恒定值,而是随着时间变化。里斯凭1998年发现宇宙加速膨胀与他人共享诺贝尔奖。

  另一种可能性是,宇宙中存在一种新的亚原子粒子,其速度接近光速。这种快速粒子被统称为“暗辐射”,包括一种名为“惰性中微子”的粒子。与受亚原子力相互作用影响的正常中微子不同,这种新粒子只受重力影响。

  还有一种更有吸引力的解释认为,暗物质与普通物质的作用比现在我们认为的更强烈。其中任何一种情况都会改变现有的宇宙学标准模型。该模型描述了一个包含宇宙学常数Λ和暗能量、冷暗物质(CDM)的宇宙,是目前最简单的模型,可以很好地解释微波背景辐射的存在及其结构、大尺度结构中星系的分布、元素丰度、宇宙加速膨胀等观测结果。

  目前,科学家正在寻找解决办法,希望对宇宙学标准模型进行修改,使其能解释哈勃常数两个值不兼容的问题。

  红巨星被选作新的“标准烛光”

  问题还未解决时,科学家的另一条测量路径,让整个事件更加扑朔迷离。

  芝加哥大学天文学家温迪?弗里德曼领导的团队更新了哈勃测量方法中的一个关键要素??使用红巨星而非造父变星作为宇宙“标准烛光”,得到了69.8km/s/Mpc的值。

  科学家一直试图找到比造父变星更好的“标准烛光”,因为造父变星往往存在于拥挤且充满灰尘的区域,这可能会使对其亮度的估计发生扭曲。为此,弗里德曼和同事避开了造父变星,使用红巨星作为测量更遥远星系的“标准烛光”。

  红巨星比造父变星更常见,在星系周边区域很容易发现,在这些区域,恒星彼此隔离,灰尘不是问题。红巨星的亮度变化很大,但作为一个整体,一个星系内的红巨星群拥有一个独特而明显的特征:这些恒星的亮度会在数百万年间增加,直到达到最大值,然后突然下降。当天文学家根据颜色和亮度绘制一大群恒星时,红巨星看起来像一团拥有明显边缘的圆点,身处边缘的恒星可以作为“标准烛光”。

  弗里德曼团队使用该技术计算了18个星系到地球的距离,并获得了最新的哈勃常数估计值。

  芝加哥大学的宇宙学家洛基?科尔布说,随着有关红巨星的数据不断积累,技术的精确度将提高,红巨星可能在不久的将来击败造父变星,成为广受欢迎的“标准烛光”。

  尽管如此,里斯说,这项红巨星研究仍然跟星系中的尘埃数量,尤其是大麦哲伦星云中的尘埃数量有关。他说:“尘埃很难估计,这可能也是造成这两个哈勃常数值偏低的原因。”

  弗里德曼在接受《自然》杂志采访时说:“现在,我们正试图解释这一切。如果宇宙膨胀速度之间的差异没有解决,那么,可能意味着天文学家用来解释其数据的一些基本理论??如关于暗物质性质的假设可能是错误的。”(科技日报北京7月22日电)

河南兰考:一棵泡桐映初心 “焦裕禄精神”领发展

  河南兰考:一棵泡桐映初心 “焦裕禄精神”领发展

  【精神的力量?新时代之魂】

  中国共产党新闻网开封7月22日电 (扶婧颖) “焦裕禄同志的形象一直在我心中。”2014年3月17至18日,习近平总书记在河南省兰考县调研指导党的群众路线教育实践活动时曾动情地说。2015年1月12日,习近平总书记在同中央党校县委书记研修班学员座谈时再次提到焦裕禄:“做县委书记就要做焦裕禄式的县委书记,始终做到心中有党、心中有民、心中有责、心中有戒。”

  “亲民爱民、艰苦奋斗、科学求实、迎难而上、无私奉献”是对“焦裕禄精神”的概括,也是兰考人民的精神指南。

  近日,记者来到河南省兰考县,探索兰考新时代农村发展道路,感悟“焦裕禄精神”在兰考的生动实践。

  守护初心 “焦裕禄精神”引领新农村建设

  1962年12月,焦裕禄出任中共兰考县委书记。当时的兰考因地处九曲黄河的最后一道弯处,沙丘遍布,土地贫瘠,百姓深受风沙、内涝、盐碱“三害”侵扰,收入低下,生活困难。为改变兰考贫穷落后的面貌,焦裕禄着手带领干部群众向“三害”发起挑战。焦裕禄虽然只在兰考工作了475天,却用实际行动铸就了感天动地的焦裕禄精神。而这种精神至今影响着兰考人民。

  焦裕禄雕像 (扶婧颖摄)

  兰考县东坝头乡张庄村是当年焦裕禄首次成功试验防风固沙的地方,也曾是国家级贫困村之一。据了解,张庄以传统农业为主,共有710户2960人,而在档在卡贫困户达207户754人。其中,2014年脱贫34户157人,2015年脱贫150户557人,2016年脱贫11户16人。

  为改变贫穷落后现状,张庄依托当地优势,坚持把贫困人口脱贫与产业发展结合起来,培育出多个具有特色的产业扶贫项目。其中,“梦里张庄”旅游建设项目,在村里开辟了一条红色乡村旅游路线。

兰考县张庄村 (扶婧颖摄)

  2015年,“梦里张庄”项目启动,将村中的闲置房屋采用“修旧如旧”的方式翻修成农家小院,投资200多万元建成一处具有本地特色的农家酒店和9间豫东特色农家客房,依据焦裕禄当年治理“三害”时树立的“四面红旗”建成四面红旗馆,再现当年兰考人民战天斗地的热情等。截至目前,31户农家小院建设已基本完成,全村围绕旅游产业务工人员有500多人,其中贫困户有70多人。

  此外,张庄将传统农业与第三产业融合,发展了养殖及休闲观光鱼塘、小杂果采摘园等项目,建立起“幸福街”,百姓们在道路两旁开店,售卖自产的农产品,初步实现了红色游、乡村游和扶贫的有机结合,迈出了脱贫攻坚一大步。

  抓住机遇 泡桐树带来乡村“致富经”

  当年焦裕禄为防治风沙,总结出“扎针贴膏药”的治理方式,在兰考县广泛栽植泡桐树。1963年,焦裕禄亲手栽下的那棵泡桐树,如今已经长成了一棵参天大树。兰考人民为了缅怀焦裕禄,亲切地将这棵树称为“焦桐”。现在,“焦桐”已然成为了“焦裕禄精神”的象征。

魏善民老人 (扶婧颖摄)

  77岁的老大爷魏善民是“焦桐”的守护人,他已经照顾“焦桐”48年了。魏善民是从父亲手中接过照看“焦桐”使命的。1964年,焦裕禄病逝,魏善民的父亲魏先堂义务管控“焦桐”8年,直到管不动了,才把“焦桐”嘱托给魏善民。

  48年来,魏善民每天都要来照看“焦桐”,无论刮风下雨,他都坚持为“焦桐”扫落叶、培土、浇水。“栽树不护树等于白栽。”魏大爷始终记着焦裕禄的教诲。他向记者说道:“俺都想好了,等俺老了,扫不动了,俺就交给三儿子,让他继续把‘焦桐’照看好。”

  兰考人民种植泡桐树,守护泡桐树,当年用于防风固沙的泡桐树也以“绿色银行”回报百姓,带领百姓走上致富之路。

兰考县徐场村生产的古琴 (扶婧颖摄)

  兰考县固阳镇徐场村是有名的乐器村,以生产古筝、古琴、琵琶等民族乐器而闻名。而用于制作乐器的原材料正是泡桐树。20世纪80年代,一次偶然的机会,一位师傅发现当地的泡桐木材纹路、结构、疏松度适中,用做民族乐器的音板能产生非常好的音质。此后,徐场村逐渐发展起民族乐器制作产业。

  “90后”大学生徐冰学习古琴制作已有5年。徐冰的父母从事民族乐器生产,2014年,徐冰大学毕业后依父母提议回到家乡,他有些不理解:“我是一个走在科技前沿的年轻人,我为什么要接受这个古老的东西。”但后来却逐渐改变了看法:“后来慢慢发现古琴中蕴含了无穷魅力。”如今,他已被古琴及其背后的古典文化深深吸引。

  据了解,徐场村共有家庭105户,其中82户从事乐器生产。全村以户为单位,建立家庭作坊,每年销售民族乐器10万多台/把,年产值达到1.2亿万元。

  张庄村和徐场村是兰考人民奋力前行的一个缩影。兰考人民敬仰焦裕禄,将焦裕禄精神落实到脱贫攻坚和新农村建设中。2017年,兰考县成为全国首批、河南省第一个实现脱贫摘帽的国家级贫困县。其脱贫经验,也为全国各地提供了脱贫新思路。

 

交通运输部再添一位新闻发言人 发言人增至6位

  客户端北京7月23日电(张旭)7月23日,交通运输部举行7月份例行新闻发布会,交通运输部政策研究室副主任孙文剑正式以交通运输部新闻发言人的身份主持发布会。

  据了解,孙文剑算得上是一名“新闻老兵”,曾长期在《中国民族报》从事记者工作,还在北京市交通委担任过宣传处处长。

7月23日,交通运输部发言人孙文剑首次亮相新闻发布会。张旭 摄

  23日,孙文剑重点通报了上半年交通运输工作进展的有关情况,并回答了“取消高速公路省界收费站有关工作的最新进展和ETC推广的情况,儿童票定价标准”等问题。

  记者注意到,增添孙文剑后,目前交通运输部一共有6名新闻发言人。

  去年12月19日,国务院新闻办公室发布最新版中央国家机关和地方新闻发言人名单,交通运输部原新闻发言人、政策研究室副主任舒驰已不在发言人名单中,法制司司长魏东、运输服务司副司长蔡团结、综合规划司副巡视员毛健等三位新发言人“补位”。

  另,目前,交通运输部新闻发言人吴春耕已升任交通运输部政策研究室主任,而另一位发言人??交通运输部总工程师周伟则不再担任交通运输部政策研究室主任职务。

  去年年底,国务院新闻办公室发布最新版中央国家机关和地方新闻发言人名单时,吴春耕曾表示,交通运输部将进一步强化新闻发布工作,创新发布机制,发挥业务司局的作用,使新闻发布工作更加符合社会、媒体的需求。“交通运输部很多政策与生活密切相关,更多的司局领导参与发布工作,能更加权威地解读政策,取得更好的效果。”

  作为交通运输部政策研究室副主任,孙文剑与新闻媒体行业的渊源颇深,他在《中国民族报》和北京市交通委宣传处都工作过。任北京市交通委宣传处处长时,参与了很多重大政策的出台和突发事件的应对。在他的推动下,推出了拥有500多万粉丝的政务大V“交通北京”。而后调任交通运输部政策研究室政研二处处长,主要从事交通运输行业重大政策研究,并成功参与了“东方之星”突发事件的应急处置。(完)

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