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打破物理定律?韦伯太空望远镜发现两颗异常星系

作者:怪奇物言

大爆炸后的最初数亿年仍然是宇宙时代中唯一一个未被充分研究的时期。詹姆斯·韦伯太空望远镜配备了极为敏感的红外设备,是最适合执行这项任务的机器。在首次数据发布后的短短几周内,已经有数十个候选星系被发现报道。而最近发现的笼罩星系似乎同时位于两个位置,科学家认为这两个异常星系的存在或许将打破物理定律!那么,这个遥远星系的组成究竟是什么呢?它以何种方式威胁到我们已经拥有的宇宙学模型?

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我们知道光走得很快,我们在宇宙中看到的一切都代表了它在过去的样子。因此,如果一个星系距离我们120亿光年,我们看到的是它在120亿年前发出的光,但因为宇宙是光的波长越大,到达我们的时候就越长。换句话说,它变红了。天文学家用无量纲数字z来描述红移。z等于零,表示当前时间,当它的值上升时,回望的时间和天体离我们有多远。计算星系红移的一种方法是通过观察它不同的标准滤色器,要找到这样一个星系的确切红移,唯一的方法是看它的光谱线。因此,光谱红移似乎是测量星系之间距离的最佳方法。

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到目前为止,天文学家只发现了一个z大于10的星系。哈勃在2015年发现了它,并将其命名为gn z11。尽管哈勃无法看到红移超过12的星系,但因为该仪器只能测量一定范围的波长,因此哈勃最早只能看到大爆炸以后的5亿年,但韦伯可以追溯到更远的时间,大约是大爆炸后2亿年,它为我们提供了一个z大于13时代的视角,这一时代至今我们无法触及。

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有了韦伯望远镜,天文学家可以发现红移在13和14之间的星系。在最初几周内,天文学家发现了许多在这一范围内的候选星系。相比之下,一组科学家报告了一个红移为17的破纪录星系。这个星系的名字是cer1749,它是在大爆炸后2.2亿年才出现的,所以我们看到的几乎是时间的开始。

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这个星系的大小是天文学家困惑的第一件事,它的质量是太阳质量的50亿倍。考虑到这个星系的年龄,这是一个非常大的数字。它的恒星数量是gn z11的五倍,这是詹姆斯·韦伯太空望远镜在红移为13.1时发现的可能星系。研究人员报告说,cers1749与lambda cdm理论相冲突。如果这个星系被光谱证实,并且更像是在张力区域内发现的,它可能会给宇宙学带来极大的限制。

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研究人员还发现,这个星系每年产生34个太阳质量的物体,这个产量几乎是银河系的100倍,因此该星系可能经历了一个非常繁忙的恒星制造期。除此之外,cer1749的一个奇怪之处是它的绝对紫外星等,即muv,它是衡量其紫外线亮度的一个量度。在天文学中,一个物体的绝对星等显示了它的亮度,天空中的物体越亮,亮度越高,这个数字就越小。而cer1749的muv为-22。这就证明了这一个星系非常明亮,但是一个距离大爆炸仅2.2亿年的系统不应该有如此高的紫外线亮度,这个参数表明我们对宇宙建模的方式有问题。

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这是因为cer1749并不是z大于10的纪元中唯一一个拥有如此明亮光线的星系。即使是地球上望远镜发现的最遥远的候选星系hd1也有-23的muv。因此,如果cers1749被确认为z等于17,它将是第二亮的星系。这些发现再次表明,这些星系的存在是不符合现在的宇宙学模型的,一旦确认了他们的真相,宇宙大爆炸模型或许将不复存在!

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