據(jù)《福布斯》報(bào)道，宇宙中最遙遠(yuǎn)的物體究竟有多遠(yuǎn)？宇宙的過去是如何膨脹的？從“大爆炸”算起，宇宙迄今究竟有多老、多龐大？面對(duì)這些問題，人類通過一系列巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，試圖用兩種不同的方法予以回答：
1.從“大爆炸”留下的余輻射來觀察所有尺度上的微小變動(dòng)——即宇宙微波背景輻射（CMB）——以重建宇宙的形成和擴(kuò)張歷史。
2.利用“宇宙距離尺度”（cosmic distance ladder）來測(cè)量地球到某些恒星的距離，到附近星系的距離，以及到更遠(yuǎn)星系的距離，從而重建宇宙擴(kuò)張的速度和歷史。
然而有趣的是，兩種方法在數(shù)據(jù)結(jié)論上存在很大的差異。為了找到“真理”，歐洲太空署執(zhí)行了代號(hào)為“蓋亞”（GAIA）（網(wǎng)易編輯注：蓋亞是希臘神話中的大地女神，擁有非常顯赫且德高望重的地位。她是古希臘神話中的大母神，創(chuàng)造了原始神祇和宇宙萬有的創(chuàng)造之母，所有神靈和人類的始祖母神。）的太空觀測(cè)任務(wù)，而該任務(wù)預(yù)計(jì)將會(huì)在9月14日釋放出首批觀測(cè)到的數(shù)據(jù)。
由“大爆炸”留下的余輻射是目前人類唯一可用的數(shù)據(jù)，而這個(gè)數(shù)據(jù)也可能是宇宙留給我們最為強(qiáng)大的信息。通過觀測(cè)這些余輻射，我們知道宇宙正在以67km/s/Mpc的哈勃常數(shù)擴(kuò)張——Mpc意為百萬秒差距，約為326萬光年。而每距離一個(gè)Mpc的星系都在以67km/s的速度遠(yuǎn)離另一個(gè)星系。此外，由COBE（宇宙背景探測(cè)者）提供的宇宙微波背景輻射數(shù)據(jù)也告訴我們，浩瀚的宇宙中有68%由暗能量組成，另外的32%則由暗物質(zhì)和正常物質(zhì)構(gòu)成。宇宙從形成至今大約經(jīng)歷了138.1億年。
測(cè)量宇宙的擴(kuò)張過程其實(shí)也還有另一種方法，即“建造”一個(gè)宇宙距離尺來進(jìn)行觀察。人類并不能簡單地通過觀看遙遠(yuǎn)星系而知道它與地球的距離；人類也是花費(fèi)了數(shù)百年時(shí)間才開始明白星空中的那些“螺旋”和“橢圓”其實(shí)并不身處我們的銀河系；人類更是經(jīng)歷了一系列卓越的進(jìn)步才終于在今天知道了如何精確地測(cè)量天文距離。譬如：
·我們基于望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明，分別建造了“牛頓”和“開普勒”，從而學(xué)會(huì)了如何測(cè)量太陽系的距離，。
·我們利用地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，創(chuàng)造了被稱為“視差法”（parallax）的幾何測(cè)量技巧，從而學(xué)會(huì)了如何觀測(cè)系外恒星的距離。
·我們通過對(duì)“視差法”觀測(cè)到的系外恒星距離進(jìn)行分類，從而學(xué)會(huì)了如何測(cè)量銀河系與其它星系的距離。
·最后，我們通過對(duì)其它星系的屬性進(jìn)行分類，如表面亮度變化、自轉(zhuǎn)速度、超新星數(shù)量等，又學(xué)會(huì)了如何觀測(cè)更遙遠(yuǎn)星系的距離。
“宇宙距離尺”測(cè)量法是更古老、更直觀、預(yù)設(shè)要求更少的方法。但其結(jié)論卻長期的與“宇宙微波背景輻射”法不相吻合。具體地說，前者告訴我們宇宙擴(kuò)張的速度大約為74km/s/Mpc，即比“宇宙微波背景輻射”告知我們的67km/s/Mpc快了約10%——這意味著，宇宙要么比我們想象的年輕，或者規(guī)模小，要么就是黑暗物質(zhì)的比重與“宇宙微波背景輻射”法的結(jié)論大不相同。而造成這種差異的最大變數(shù)其實(shí)就是“視差法”中測(cè)量到的這些地球附近的恒星。
“蓋亞”任務(wù)就是為了解決這個(gè)問題而誕生。超越所有之前的努力，“蓋亞”衛(wèi)星將會(huì)測(cè)量銀河系內(nèi)超過10億顆的恒星的亮度和位置。其中，數(shù)百萬顆的恒星通過“視差法”測(cè)距將會(huì)達(dá)到20微角秒（?as）的精確度，另外數(shù)億顆的恒星測(cè)距將會(huì)達(dá)到200微角秒的精準(zhǔn)。而那些用肉眼就能看到的恒星，甚至有可能達(dá)到7微角秒的精準(zhǔn)。
“蓋亞”于2013年發(fā)射，迄今已運(yùn)行了將近兩年?！吧w亞”圍繞地球軌道旋轉(zhuǎn)，能夠利用“視差法”測(cè)量恒星的精確三維方位。有了這些數(shù)據(jù)，人類甚至還能夠推測(cè)這些星體的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而極大地降低了此前提到的“視差法”測(cè)量中存在的不確定性差異?！吧w亞”的數(shù)據(jù)也能為人類分類星團(tuán)和星系屬性提供幫助，這也為建立更強(qiáng)大的“宇宙距離尺”創(chuàng)造了條件。
當(dāng)前階段，“宇宙微波背景輻射”法和“宇宙距離尺”法在有關(guān)宇宙的形成時(shí)間、擴(kuò)張速度以及基本構(gòu)成上給出了不完全詳盡的答案。相信“蓋亞”的數(shù)據(jù)被披露后，人類可以更準(zhǔn)確地了解宇宙的信息。目前大多數(shù)的天文學(xué)家都希望過去的“視差法”測(cè)量是存在錯(cuò)誤的，因?yàn)橹挥羞@樣，兩種方法的結(jié)論才能統(tǒng)一，人類才會(huì)翻開認(rèn)識(shí)宇宙的新篇章。
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