宇宙的平均气温变得越来越热,更热

对于近一个世纪,天文学家了解宇宙处于扩张状态。自20世纪90年代以来,他们已经明白,截至40亿年前,扩张速度已经加快了。随着这一进步,宇宙的星系集群和宇宙的长丝相距进一步走得更远,科学家大学理解宇宙的平均气温逐渐下降。

但根据新的研究领导的 宇宙学和天体物理学中心 (CCAPP)在俄亥俄州州立大学,似乎宇宙实际上越来越热了。在探讨了过去10亿年宇宙的热历史之后,球队的结论是,宇宙气的平均温度增加了10倍以上,今天达到了约220万K(〜2.2°C; 4000°F)。

描述他们的发现的研究,“Sunyaev-Zeldovich效果断层扫描探测的宇宙热历史“,最近出现在 天体物理学杂志。该研究由CCAP的研究员义民蒋介绍领导,包括来自的成员 Kavli宇宙物理与数学研究所 (Kavli IPMU), 约翰霍普金斯大学,而且 Max-Planck-天体物理学研究所.

一个艺术家’普朗克航天器的概念。学分:esa / nasa / jpl-caltech

为了他们的研究,团队检查了宇宙大规模结构(LSS)的热数据。这是指星系的模式,以及最大的宇宙鳞片物质,这是暗物质和气体引力塌陷的结果。作为蒋博士的解释 俄亥俄州州新闻 release:

“我们的新测量通过Jim Peebles直接确认了吉姆·皮布尔 - 2019年物理学诺贝尔奖奖 - 他奠定了宇宙中大规模结构形式的理论。随着宇宙的发展,重力将黑色物质和气体拉到空间中,进入星系和星系的簇。阻力是暴力的 - 如此暴力,越来越多的气体震惊和加热。”

在过去的10亿年,蒋和他的同事衡量了eSA的综合数据’s 普莱克红外天文卫星斯隆数字天空调查 (SDSS)。然而 普朗克 是第一个测量宇宙微波背景(CMB)的温度的欧洲任务,SDSS是一种巨大的多光谱调查,它创造了宇宙最详细的3D地图。

从这些数据集中,团队交叉相关八个 普朗克‘S Sky Intensity映射与SDSS的两百万个光谱射频引用。梳理红移测量(通常用于确定物体远离美国的速度)和基于光的温度估计,该团队将更远的气体云(更远)与接近地球更远的温度相比。

通过ESA获得的全天空数据’S普拉克任务,显示不同的波兰人。信用:esa

从这一点来看,研究团队能够确认早期宇宙的天然气的平均温度(大爆炸后40亿)低于现在。这显然是由于宇宙结构随时间的引力崩溃,随着宇宙的扩张继续加速而导致的趋势。

作为清晨 概述,由于星系和结构形成的自然过程,宇宙正在变暖,并且在地球上与温度变化无关:

“随着宇宙的发展,重力将黑色物质和气体拉到空间中,进入星系和星系的簇。阻力是暴力的 - 如此暴力,越来越多的气体是震惊和加热的…这些现象正在发生非常不同的尺度上。它们根本没有连接。 ”

在过去,许多天文学家认为,宇宙将继续冷却,因为它的扩展,这将不可避免地导致“大寒“(或”大冻结“)。相比之下,蒋和他的伙伴表明,科学家们可以通过“检查宇宙的温度”来时钟宇宙结构形成的演变。

由BOSS构建的3D地图的一部分。左侧的矩形显示了1000平方米的切口。天空中的度数含有近120,000个星系,或大约10%的调查。信用:Jeremy Tinker / SDSSS-III

这些发现也可能对接受的理论有影响“cosmic cooling”作为一个上面的结论。一方面,已经提出了对费米悖论的可能分辨率是,外星智力(ETIS)是休眠,等待宇宙改善( 艾美假设)。

部分地基于计算的热力学(该 Landauer.’s Principle),该论证指出,随着宇宙冷却,先进的物种将能够更远的植物。此外,如果宇宙随着时间的推移会变得更热,那么这是否意味着由于宇宙辐射增加,生活的出现将变得不太可能?

假设没有用于维持某种热平衡的机制,这意味着宇宙不会结束“Big Chill,” but a “Big Blaze”?随着罗伯特弗罗斯特着名的是,“有人说世界将在火中结束,其他人在冰上说。”其中哪一个将是正确的,并且将来可能有什么影响,只有时间会告诉…

进一步阅读: 俄亥俄州州新闻, 天体物理学杂志

5回复“宇宙的平均气温变得越来越热,更热”

  1. 在我看来,这篇文章使由气体和星系组成的宇宙网的加热与整个宇宙组成,其中空隙继续冷却和膨胀?!扩张是绝热的,所以将宇宙冷却为系统。

    Seti问题的注射也让我感到冷。例如。有人如何构建“megastructures”面对普遍的速度限制?

  2. 也许我’M简单地思考,因为我’不是天体物理学家,但假设宇宙将以更加恒定的扩张速度冷却…。可以在宇宙的升高温度之间进行连接及其增加的扩张速度吗?我们的黑暗能量始终在这里,还是更加黑暗的能量来自“somewhere else”?

    我们有时会谈“multiverse.”Brian Greene曾经将自己的宇宙相比,以较大的许多宇宙中的大面包片面包。假设在不同的宇宙中的一些不可解的高级智能决定了,这是为了减缓自己宇宙的扩张,这是他们的最佳利益。他们可以通过在其他地方发送一些能量来做到这一点…说,进入我们的宇宙?

    我的一些猜测只是一些猜测。

    1. 尝试解压缩这是有趣的。

      首先,我们拥有多个人的背景,我们现代通胀热的大爆炸[“lambda冷暗物质”]宇宙学意味着由于通胀是慢卷的最简单状态。

      对于一些物理来说,我建议浏览由天体物理学家Marr Dowd呈现的PBS空间时间视频[“大爆炸前发生了什么”具体在这种情况下]。但如果宇宙学似乎不熟悉,视频“大爆炸可能不是你的想法”由天体物理学家凯蒂麦克脚本,是一个短的介绍(但没有解释机制)。

      鉴于每个可居住的宇宙因通胀扩张而断开连接,我们无法因果划分或影响它们,反之亦然。 [人还可以讨论我们的意思“sending energy”,但鉴于他们会有一个λ– vacuum energy (“dark energy”) density –接近但与我们不同,如​​果可以打开因果桥,可能会有热力学工作。]

      其次,在这种情况下,在通货膨胀停止后,我们当地的宇宙真空能量出现,在本地通货膨胀的沮丧的真空是实际上普遍通胀领域的潜在能量越高(或约10 ^ 3)–来自普朗克能量密度的10 ^ 5)。看陶笛’S视频[还有另一个参考是2018年普朗克协作2018年最终宇宙学摘要纸张,他们设法观察慢滚动通胀潜力,见普朗克遗产档案]。 *我们的宇宙的黑暗能量已经存在,只要我们的宇宙已经存在,很可能是许多不同量子领域的总和’S(参见许多田地的力量和粒子的标准模型)真空能量。

      第三,最后,是什么”宇宙的温度越来越大” –为什么会增加?在充气期间,其量子场具有波动,能量密度变化在释放Pottntial能量期间在热大凸出辐射中留下压印,因为该场局部停止轧制和新的真空。

      能量变化的印记在辐射和物质中颗粒的动量和密度的变化印记中转换,后来成为我们称之为宇宙背景辐射谱的印记。印记是结构形成的种子,因为在腐蚀性中重叠的变化(如光的变化,您可以看到游泳池底部的横截面,因为阳光在涟漪水面随机衍射)。

      换句话说,由于现在辐射如此稀释,它不再占主导地位,气体建造了我们观察到宇宙网的宇宙网。作为重力收缩长丝,主要是暗物质,星系可以形成,它们和气流朝向网的节点以及长丝本身从中稀释。缺少物质创造了冲击波,以及压缩,产生热量–观察到新的科目报告的热量。

      这就是为什么我想要保持一丝丝的加热和宇宙的冷却–它必须并且在绝热的扩展中却很酷,因为我们可以在宇宙背景中看到– apart.

      由于当物质和反物质几乎完全湮灭时,当前物质是剩余的,因此背景光子偏出了10 ^ 9。并且光子波长已被拉伸1000倍–从黑体光子光谱从3,000k达到3 k的峰值–因此,它们已经失去了热能,比例地大于长丝在大约10的因子下被加热了。

      我希望它描述了加热和冷却之间的连接[i’m not an expert].

      1. 我忘了–还有技术点认为,在引力束缚系统中保持标签的病毒定理,它意味着引力收缩系统只能通过向更冷的宇宙辐射热量来这样做。所以你只需’那种方式加热整个宇宙,至少只要它扩展并且有局部束缚系统就会谈论。 (缔约宇宙有一种物理,我幸运的是’T需要担心。)

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