锂元素比重证实“宇宙大爆炸理论”(上)
通过使用强大功能的望远镜,一支国际科学团队证实了宇宙大爆炸的发生符合理论模型的预测,科学家破解了一个困惑物理学家和天文学20年的谜题,《天文学和天体物理学》杂志刊载了科学团队的研究成果。当理论预测和实际观测不一致时,或者是理论预测的不足,或者是实际观测的偏差,理论与观测的不一致可能形成长期徘徊在科学天空的“乌云”,宇宙大爆炸理论经过了多次检验,过去的观测可能有偏差,但科学团队的精确观测纠正了过去的偏差,再次证明了宇宙大爆炸理论的正确性。
天文学家过去对银河系内的古老恒星进行了锂同位素含量的测定,但实际观测和理论计算之间有明显的偏差,元素锂—6的含量比理论计算多出了大约200倍,元素锂—7的含量比理论计算少出了大约3到5倍,或者是宇宙大爆炸的核合成理论值得怀疑,或者是过去的测定存在偏差,两者偏差是一个棘手的问题,妨碍了天文学家对早期宇宙演变的理解,科学家一是要找到两者偏离的原因,二是要化解两者的差异,消除某些奇异物理学的误读,取消那些没有实质性作用的观测,天文学家有必要重新审视和开启锂同位素丰度的测定。

剑桥大学的研究人员卡林·林德带领了一支国际化的科学团队,在精确测定的基础上证实了科学界的一种怀疑,几十年来,一直沿用至今的观测数据和分析方法有明显的漏洞,原因在于过去的测量精度不够或过去的分析方法过于简单。科学团队使用了W.M凯克天文台的10米口径望远镜,应用了高水准的恒星大气分析模型,测定了银河系内古老恒星的元素含量,锂同位素含量的测量结果表明,理论模型的预测和实际观测的结果相同,从宇宙大爆炸的核聚变理论(BBN)预测了锂—6和锂—7的比值,预测的结果与精确测定的数据保持了一致性,早期宇宙的演变符合宇宙大爆炸理论的预期。
20世纪20年代,埃德温·哈勃发现了宇宙膨胀的现象,随后的一系列观测成果证实了哈勃的发现,从目前的宇宙膨胀状态可以推测宇宙的过去,大约在138亿年以前,宇宙起始于一次“开天辟地”的大爆炸,太空中无处不在的微波背景辐射提供了宇宙大爆炸理论的最好证据,除了观测宇宙微波背景辐射的手段,在宇宙大爆炸核聚变理论的基础上,科学家测量了宇宙轻元素的含量或丰度,氢和氦元素含量的测定值与理论的预期基本相同,科学团队再次证明了宇宙大爆炸标准模型的正确性。对比化学元素丰度的预测值和观测值,这是检验宇宙标准模型的关键因素之一,科学团队在后续检验中证实了宇宙标准模型的有效性。
科学团队的观测结果巩固了宇宙微波背景辐射和宇宙大膨胀理论的基础,两大理论构筑了宇宙学标准理论的基石,目前没有其它的理论与之抗衡,但人们不能认为其它宇宙学理论失去了科学的价值。科学团队的观测消除了理论预期和过去实际观测结果的偏差状态,重新确立了宇宙标准模型的核聚变理论(BBN)与锂元素丰度的一致性。天文学家过去对古老恒星中的锂—6和锂—7同位素以及其它化学元素含量的测量值出现了偏差,科学家为此困惑了20多年。

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