类星体红移测宇宙膨胀:误差干扰多,精准测算路在何方?

B站影视 韩国电影 2025-09-14 10:39 1

摘要:在天文台观测室里,小李盯着望远镜屏幕上跳动的类星体光谱图,眉头紧锁。那些原本应该规整排列的谱线,此刻像被风吹乱的琴弦,红移线更是歪得让人心生疑虑。“仅凭这些歪歪扭扭的线条,真能算出宇宙膨胀速率的变化吗?”他自言自语,手指无意识地在控制台上敲击。

在天文台观测室里,小李盯着望远镜屏幕上跳动的类星体光谱图,眉头紧锁。那些原本应该规整排列的谱线,此刻像被风吹乱的琴弦,红移线更是歪得让人心生疑虑。“仅凭这些歪歪扭扭的线条,真能算出宇宙膨胀速率的变化吗?”他自言自语,手指无意识地在控制台上敲击。

老周是天文台的“老江湖”,他凑过来,指着屏幕上一根氢原子谱线说:“理论上它该在这儿,现在偏了这么多,你觉得算红移值时需要考虑多少变量?”他顿了顿,继续道,“类星体可不是静止的‘灯塔’,它自己会喷发物质,光谱上会冒出各种杂峰。上次你盯着屏幕两小时,不就是为了剔除一个干扰峰吗?”小李想起那天的情景,眼睛发酸,最后还是老周建议换个波段,才勉强解决了问题。

光从类星体出发,要穿越星系、星云,甚至暗物质构成的“迷雾”。小李打了个比方:“就像开车从郊区进城,路上有红绿灯、堵车,到目的地的时间肯定不准。光也一样,它的路径会被物质扭曲,波长也会变,这样算出来的红移值,能一点误差都没有吗?”他提到上次测的一个120亿光年外的类星体,“这一路上得有多少‘红绿灯’?”

宇宙膨胀速率也不是匀速的。小李翻出论文,指着数据说:“以前觉得宇宙一直在加速膨胀,但不同方法测出来的哈勃常数差了百分之几。放到宇宙尺度上,这点误差可就大了。”他提到用类星体红移测算时,必须假设宇宙膨胀模型是正确的,“但如果模型本身有问题,结果不就像地基没打牢的房子吗?”

类星体红移测算最大的难题是校准。小李和搞理论物理的朋友聊过,对方说:“你得有个‘标准尺’,比如用超新星做标准烛光。但超新星类型不同,亮度变化规律也不一样。而且不同望远镜测的数据对不上,统一校准又是个大工程。”小李想起自己用两台望远镜测同一个类星体,红移值差了0.001,“算宇宙膨胀速率时,这点误差能差出好几个千米每秒每百万秒差距。”

有时候,小李会盯着光谱图发呆。那根细细的红线,是100多亿年前的光,带着宇宙膨胀的信息,穿越漫长时空来到地球。“我们费尽心思分析,试图从里面抠出宇宙的秘密。但抠出来的,是真的秘密,还是我们自己以为的秘密?”他自问,却找不到答案。

宇宙膨胀速率会不会在不同方向、不同区域有差异?小李提到上次测的天炉座方向类星体,“如果那个方向的膨胀速率和别处不同,我测的结果就只能代表那一小块地方。用类星体红移这种大范围观测方法,能测出这种复杂变化吗?”

尽管如此,类星体仍是目前观测早期宇宙的最佳工具。小李记得第一次成功测出100亿光年外类星体红移时的激动,“虽然知道结果可能有误差,但就像找到了一把打开远古宇宙大门的小钥匙。不管好不好用,至少我们摸到门了。”

现在,小李每次去天文台都会测类星体红移。测完后和老周的结果对比,差得少就高兴半天,差得多就琢磨哪儿出问题了。“虽然现在还不能精准测算,但慢慢改进方法,剔除干扰,总有一天能把误差降到最小。”他说,“毕竟,探索宇宙的路,总得一步步走。”

来源:ITBear科技资讯

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