?半人馬座A星系——科幻游戲中的“黑暗卷須”距離我們并不遙遠

科學家們拍到了一張壯麗絕美的照片:一個被塵埃細絲環(huán)繞的巨大星系。 ?

圖像中的半人馬座A(Centaurus A)是一個射電星系，它位于距離地球1200萬光年外的南部星座半人馬座(the centaur)。?該星系于1826年首次被發(fā)現(xiàn)，它是我們在南半球天空中研究最為全面的星系之一，因為它亮度很高，而且距離地球相對比較近。 ?

圖像中,盡管星星在發(fā)光,但狹長的星系被塵埃卷須圍繞著中心包裹起來,那是一個擁有5500萬倍太陽質(zhì)量的超大質(zhì)量黑洞,它躲在那里噴射出的物質(zhì)成為了無線電光的光源。 ?

?位于智利的暗能量相機拍攝到的半人馬座A星系的圖像。 ?

??(圖源:CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA/M. Soraisam/T.A. Rector/M. Zamani/D. de Martin) ?

塵埃中的紅色氫云是新恒星正在形成的地方，微微泛藍的星星勾勒出了塵埃云的邊角形狀。?這個星系奇怪的形狀是因為很久以前與另一個星系相遇而形成的，讓半人馬座a籠罩在了塵埃中。 ?

這張照片是由智利塞羅·托洛洛美洲天文臺的暗能量相機拍攝的，這臺相機隸屬于一個識別天體快速變化的項目，比如拍攝南部天空重要星系產(chǎn)生的超新星。 ?

?(夜間正在運行的暗能量相機和一名觀察員。圖源：darkenergysurvey）

在天體物理和天文學中，暗能量是一種未知的能量形式，它大范圍地影響著宇宙。?關于它的存在，第一個可觀測的證據(jù)來自于對超新星的觀測，這表明宇宙不是以恒定的速度在膨脹，?而是在不斷加速。?理解宇宙的演化需要了解它最初的情況和它的構(gòu)造。?在此之前，科學家們認為宇宙中所有形式的物質(zhì)和能量只會導致膨脹的速度逐漸減慢。?對宇宙微波背景輻射(CMB)（一種充滿整個宇宙的電磁輻射）的測量表明，宇宙起源于一個熱大爆炸，廣義相對論據(jù)此解釋了宇宙的演化和之后的大尺度運動。?

如果不引入一種新的能量形式，就無法解釋科學家如何能測量到一個加速的宇宙。?自20世紀90年代以來，暗能量一直是關于宇宙加速膨脹的解釋中最被廣泛認可的一種。?截至2021年，宇宙學研究也有了很多研究暗能量基本性質(zhì)的活躍領域。

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（圖源：nasa）

假設lambda-CDM宇宙學模型是正確的，當下最精確的測量表明，暗能量貢獻了目前可觀測宇宙總能量的68%。?暗物質(zhì)和普通(重子)物質(zhì)的質(zhì)能分別貢獻了26%和5%，而其他成分如中微子和光子貢獻的能量非常少。?暗能量的密度非常低(大約是7×10-30?g/cm3)，遠低于星系內(nèi)普通物質(zhì)或暗物質(zhì)。?然而，它在宇宙的質(zhì)能中占主導地位，因為它在空間中是均勻的。

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當今提出的暗能量模型有兩種：宇宙學常數(shù)（“真空”可以擁有自己的能量。因為這種能量是空間本身的屬性，它不會隨著空間的膨脹而被稀釋。隨著更多空間的存在，更多的這種空間能量會出現(xiàn)）和標量場（一種新的動態(tài)能量流體或場，充滿了整個空間，但對宇宙膨脹的影響與物質(zhì)和正常能量相反）。對宇宙有恒定影響的標量場常被包含在宇宙學常數(shù)中。宇宙學常數(shù)在物理上等價于零點輻射。在空間上變化的標量場因為變化太慢，很難從宇宙常數(shù)中分離出來。 ?

由于協(xié)和宇宙學是一個用作簡單示例的“玩具模型”，一些專家認為，對真實宇宙中所有尺度的結(jié)構(gòu)進行更精確的廣義相對論處理，可能可以避免引用暗能量這個概念。?非均勻宇宙論的學者們試圖量化解釋結(jié)構(gòu)形成的反向作用，他們通常不承認任何暗能量對宇宙能量密度的影響。?

BY: Meghan Bartels

FY: 盲人獅獅子

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