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請問為什麽研究1A型超新星就可以知道宇宙在不斷擴大?

1A星超新星,即雙子超新星爆炸,它是測量宇宙距離的完美標尺。為什麽只有1A星超新星才能作為完美標尺呢?

1A型超新星,即白矮星爆炸。當白矮星通過吸積其它物質,達到太陽的1.4倍質量時,它就會立即發生爆炸,而只要它達不到這個質量要求,它就絕對不會爆炸。也就是說,宇宙中所有的1A型超新星,它們的爆炸亮度、威力與其它物理變化,都“完全壹致”。而普通的超新星為什麽不能呢?顯而易見,普通的超新星爆炸,它們的原恒星可以是太陽的十倍,也可以是二十倍,也可以是三十倍,這種恒星的質量非常難以準確的測量出來,因此它的爆炸強度也無法準確的預測。

但1A型超新星不壹樣,宇宙中所有的1A型超新星,它的爆炸威力,光度,強度完全壹致。所以當壹個1A星超新星出現時,我們很容易知道它所發生的“所有數據”。這是研究1A型超新星的所有先決條件。

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1A星超新向我們揭露的秘密並不是宇宙在不斷擴大,而是宇宙在不斷的加速擴張,“加速”才是重點。也就是1A型超新星向我們揭示了暗能量的存在。

關於1A型超新星,如果我們已知它們的實際亮度,以及它們的觀測亮度。就能測出它們距離我們又多麽遙遠。在望遠鏡中看起來越暗,也就說明它距離我們越遠。也就是說當我知道壹個燈泡的是40瓦時,就可以計算出它的實際亮度。假設它的實際亮度(或者是發光總強度)是10,而我的眼睛看到的光線強度只有1,那我就可以根據這個比例,計算出這個燈泡距離我有多遠。在宇宙中,這壹計算距離的方式是非常精確的。

科學家們曾經認為,因為引力的存在,宇宙依據慣性的膨脹速度應該有所減慢,但是他們無法證明這壹切。直到他們發現了1A型雙子超新星。當白矮星(1A型超新星)爆炸時,這些爆炸通常會釋放出等量的光,它們是測量太空距離的完美標尺。

天文學家們原本以為他們找到了證據,證明宇宙膨脹正在減慢。而且宇宙萬物總質量的引力,也會促使宇宙膨脹進壹步減緩。但來自1A型超新星的持續光線(超新星的光線通常持續數周至數月),它們發現宇宙膨脹速度不僅沒有減慢,反而在加速。

按照慣性遠離,物質的運動速度是不會改變的。假設壹個超新星距離地球距離為X,已知它遠離地球的速度為每天Y(這壹速度也是宇宙膨脹速度),那麽它壹個月(算30天)後與地球的距離應當為S=X+30Y,但科學家們通過持續壹個月的觀測後,發現這顆超新星在壹個月的時間內,距離地球的距離S>X+30Y。也就是說,這顆超新星在加速遠離地球。

科學家們通過這種方式,觀察到所有的1A型超新星都是如此。這足以進壹步推測,宇宙中所有的天體都在加速遠離,宇宙在加速膨脹。科學家們由此認為,有壹種未知的神秘力量在推動宇宙加速膨脹,這就是暗能量假設的提出。