如果存在第二种暗能量,宇宙可能会年轻10亿岁

【菜科解读】
暗能量是一种普遍存在但又难以捉摸的宇宙组成成分,它可以加速现在宇宙的膨胀速度。
宇宙学家已经找到了第二种暗能量的信号,这种暗能量或许曾在宇宙大爆炸后30万年内存在。
阿塔卡马宇宙学望远镜Atacama Cosmology Telescope,ACT位于智利。
过去一周内在预印本平台arXiv上发布的两篇独立的研究显示,从它在2013年到2016年间收集的数据中,研究人员或许第一次找到了这类早期暗能量early dark energy的迹象。
今天测量得到的宇宙膨胀速度,和早期宇宙的数据不匹配,而如果早期暗能量的发现能被确认,科学家或许就能解决这个问题。
但目前数据仍然是初步的,不能让科学家断定是否真的存在这种形式的暗能量。
巴黎天体物理学院的宇宙学家西尔维娅·加利Silvia Galli说:我们有充足的理由将此次发现当作新物理来仔细对待。
两篇预印本论文的作者区别是ACT团队和一支独立团队,他们都承认目前的数据还不足以在较高的可信度下检测早期暗能量。
但他们也都说ACT或南极洲点望远镜South Pole Telescope,SPT的进一步观测,很快都能提供更加详实的数据。
ACT团队论文的合著者,美国哥伦比亚大学的宇宙学家科林·希尔Colin Hill说:如果宇宙早期的确充斥着早期暗能量,我们就应该能看到强烈的信号。
绘制宇宙背景
ACT和SPT的设计目的都是绘制宇宙微波背景cosmic microwave background,CMB,这是宇宙大爆炸后宇宙中第一缕自由传播的光。
对于宇宙学家而言,CMB是他们宇宙理论的主要支撑之一。
通过描绘CMB在全天各个方向上的细微差异,研究人员已经找到了宇宙学标准模型的有力证据。
这个模型用三个初始参数描述了宇宙的演化:暗能量、暗物质和普通物质。
暗物质的神奇程度和暗能量不相上下,它是宇宙岛形成的重要真相。
而我们熟知的普通物质,还不到宇宙总能量/质量的5%。
当前最先进的CMB观测结果,是欧洲航天局的普朗克任务Planck mission在2009年到2013年间绘制的。
而根据宇宙学标准模型,我们可以通过计算普朗克任务的数据来预言现在宇宙应该以多快的速度膨胀。
在过去的十年中,对超新星爆炸等现象的观测,让我们对宇宙膨胀速度的测量越来越精确。
但这样测出的膨胀速度却比普朗克任务得到的速度快5%~10%。
理论物理学家认为,对标准模型进行大量修改可以解释这样的差异。
两年前,美国约翰霍普金斯大学的宇宙学家马克·卡米翁科夫斯基Marc Kamionkowski和同事们则表明,可以向标准模型中额外添加一个角色——早期暗能量,这是他们和其他团队多年来一直在研究的一个更精确的想法。
早期暗能量会是一种类似液体的东西,当它在宇宙大爆炸后几十万年内消失之前,会渗透到宇宙中。
卡米翁科夫斯基说:这并不是一个很有力的想法,但这是我们现在唯一能继续探索下去的模型。
与普通的暗能量不同,早期暗能量不会强到导致宇宙加速膨胀。
但它会让宇宙大爆炸时产生的等离子体以更快的速度冷却。
这将影响我们解释CMB的方式——特别是涉及用在弥漫在整个宇宙的等离子体冷却成气体之前,声音在其中传播的距离,来计算宇宙年龄和宇宙膨胀速率的时候即重子声学振荡相关问题。
普朗克任务和其他类似的观测,正是用这种效应在天空中留下的印记来进行这些计算的。
这两项最新的研究发现,相比于宇宙学标准模型,带有早期暗能量的宇宙学模型更能符合ACT在CMB中观测到的偏振信息。
希尔表示,用早期暗能量模型来解释ACT观测到的CMB数据,宇宙的年龄将会是124亿岁,比用标准模型计算出的138亿岁小了11%。
因此,现在宇宙膨胀的速率应该比标准模型预测的快5%,与天文学家今天计算得到的更为接近。
矛盾依然存在
希尔说,他之前对早期暗能量模型持怀疑态度,而团队的发现让他十分惊讶。
另一篇论文的合著者,法国蒙彼利埃大学的天体物理学家维维安·普兰Vivian Poulin则表示自己团队的分析和ACT团队的相符合让他感到安心。
卡米翁科夫斯基说:重要作者都是非常客观、保守的人,他们非常理解这些数据和测量结果。
但当作普朗克团队的一员的加利却提醒,ACT的数据和普朗克团队计算出的数据不一致。
尽管ACT的偏振数据支持早期暗能量的存在,但目前还不清楚重要数据集——CMB的温度分布——是否表现出同样的偏向。
她补充道,出于这些真相,用SPT的数据对结果进行交叉检验是十分必要的,而她也参与了这项实验。
美国芝加哥大学的天文学家温迪·弗里德曼Wendy Freedman曾为最精确的宇宙膨胀测量作出过贡献,她说,即使是初步结论,基于ACT的结果仍非常有趣。
追求不同的模型,并将其和标准模型进行对照,这非常主要。
竞争而非气候限制了热带山区鸟类物种的分布范围
研究结果表明,物种间的相互作用对热带山区生物多样性所起的塑成作用要比以前所认识的大得多,它们为热带山区物种如何应对气候变化提供了新的见解。
热带山区是地球上生物多样性最丰富的地区之一:仅在狭窄的海拔范围内就常常生活着完全不同的物种群——这一模式与温带山区的物种大不相同,因为温带山区的物种多样性往往分布于更广的海拔范围内。
人们普遍认为,这种模式是对热带气候的温度季节性变化低所产生的适应性结果。
虽然热带山区的温度包括从低地区域的炎热到高地区域的寒冷,但它们在全年中的任何给定的海拔高度上都保持相对稳定,因此沿着山坡会形成不同的气候生态位;对无数这类生态位的生理适应导致了热带山区大量物种的积累。
然而,某些研究人员认为,物种间竞争(而非气候影响)可能也会限制热带山区物种分布的海拔范围。
为了评估这两种相互矛盾的假设,Benjamin Freeman和同事利用eBird的440万个精细位置记录对全球31个山区内的森林鸟类物种分布的海拔范围进行了比较分析;eBird是一个全球鸟类分布和丰度的公众科学数据库。
与主要的假设相反,Freeman等人发现,在较小的海拔范围内,物种丰度是比温度季节性更好的预测因子,表明狭窄海拔范围内的热带鸟类多样性更多地是由物种间的相互作用和竞争(而不是气候)驱动的。
然而,据作者披露,这些模式是否可以推广到其它非鸟类分类群则是一个尚未回答的关键问题。
探索动物界十大巨无霸?却快被人类灭绝了
某些动物因为发生变异或返祖现象体型长得远超同类,算得上同类中的"巨无霸",那小编就带你们开开眼界,世界上各类动物中的十大"巨无霸"是什么样的?1、家养类动物:猪 在中国辽宁有一头猪重达900公斤,但猪已于2004年2月5日死亡,被制成标本保存在辽宁省农业展览馆。
此猪死时有2.5米长,腰围有2.23米长,獠牙也有14.4厘米长,当真无愧于猪中霸王。
2、爬行类动物:蛇 据英国媒体报道,印度尼西亚一家小公园展出了一条非常罕见的蛇,身长14.85米,体重447公斤,这是近100年来人类所发现的最长最大的蛇,也是目前世界上所知最长的蛇。
这条大蛇还是在印尼西部苏门答腊岛的一个原始森林中被发现的,当地人将它捕获后卖给了公园,公园的管理人员将这条大蛇取名为"桂花"。
虽然名字听起来比较温柔,但据说"桂花"的大口一旦张开非常吓人,可以很轻松地吞下整整一个人。
印尼当地媒体报道说,印尼的国家科学研究所、农业研究所等学术机构都对这条蛇进行了检验,确认了其身长、体重以及品种。
很多动物学家都表示,从来没有见过这么大、这么长的蛇。
3、飞行哺乳类动物:蝙蝠 你看到的这个怪物有点像魔幻电影中地狱怪兽,但它却不是来自地狱,真真实实的存在人间的"蝙蝠"。
"蝙蝠"的个头有多大?这或许在你的脑海里已经有了答案,看到这只巨大的"蝙蝠",今天你就会改变对"蝙蝠"个头的看法。
秘鲁军队捕获了这只巨大的"蝙蝠",差不多一个人类的个头,这大家伙一直让毗邻秘鲁亚马逊丛林的当地人感到害怕,因为它经常袭击穿越丛林的人类。
那这怪物到底是不是"蝙蝠"呢?很多人认为这是"Chupacabra",是一种攻击各类牲畜并吸取他们血的动物,但也有可能是"golden-crowned Flying Fox",是世界上最大的蝙蝠品种之一,翼展可达1.5~1.7米。
4、沼泽类动物:鳄鱼 在菲律宾,一个受雇于go-vern-ment鳄鱼养殖场的捕获鳄鱼的团队,在当地30个村民的帮助下用一条8毫米粗的金属电缆在一条小溪中捕获了一条体重超过一吨的咸水鳄鱼。
据悉,这条鳄鱼曾多次袭击人类和牲畜。
被擒的鳄鱼身长6.4米,重达1075公斤。
据一名捕鳄手说,布纳万村一名农民和几只水牛的失踪可能和这条鳄鱼有关。
菲律宾环境部一名官员说,这可能是有史以来被捕获的最大的鳄鱼。
这名官员说,目前的记录显示,此前被捕的最大鳄鱼体长5.48米。
他表示这是他任职20年来对付的块头最大的家伙,并估计这条雄性鳄鱼的年龄已超过50岁。
这名官员还说,"当地居民可以松口气了,不过我们并不确定这条鳄鱼是否就是吃人凶手。
因为这片区域还有其他的鳄鱼。
"5、两栖类动物:青蛙 巨谐蛙(Conraua goliath)是当前世界上体型最大的青蛙,它的身体从鼻尖至肛门最大长度可达到33厘米,体重最大可达到3公斤。
它们的生活范围较狭小,主要聚集在非洲西部。
巨谐蛙的寿命可达到15年,它们主要吃蝎子、昆虫和体型较小的青蛙。
它们具有灵敏的听力,但是没有声囊。
6、海洋类动物:鱿鱼 新西兰国家博物馆的科学家2008年完成了几条巨大鱿鱼的解剖,其中包括由新西兰渔民在2007年2月在南极水域中捕获的那条巨型鱿鱼。
这只鱿鱼"巨无霸"长10米,重450多千克,是迄今为止人类捕获的最大且保存最完好的鱿鱼。
从发现到现在的一年多时间里,它一直被放在冷藏库中。
2008年5月,科学家终于把这个巨大的海洋动物送上了解剖台。
7、昆虫类动物:巨人甲虫 听名字就知道很牛了,没错它就是世界上块头最大的巨无霸昆虫——巨人。
巨人甲虫,原产于非洲的热带雨林,从尺寸、重量和体积来看,它都可以算是最大昆虫的之一。
成熟的巨人甲虫身长可达11.5厘米、重115克,幼虫时,体重可以达到4盎司(约113.4g),但当它们变为成虫后,体重将减轻一半。
成年的巨人甲虫有盔甲般的外壳,当它们展开两对翅飞翔的时候,可以发出玩具直升飞机似的响声。
雄性巨人甲虫的头部有Y形的角,这是它在争夺觅食地和交配时与其他雄性甲虫战斗的强有力的武器;雌性巨甲虫头部为锲型,可以帮助它们在产卵时挖土打洞。
8、节肢动物:龙虾 据报道英国一艘渔船"俘虏"了一只体型为普通龙虾5倍的巨型粉色龙虾,这个张牙舞爪的雄性大家伙身长61厘米,重约4公斤,堪称"英国龙虾王"。
海洋生物研究人员介绍说,这只龙虾属螯龙虾类,因其"精力十足",所以被渔民们亲切地称为"波塞冬"(希腊神话中的海神)。
9、软体爬行生物:蚯蚓 南美森林中存在着一种巨大的蚓螈(caecilian)亚种,被称为"Minhocao",意思为巨型蚯蚓。
相传这种生物在恐龙时代就有了,大多数发现这种生物的报告都在巴西。
生活在南美洲的巨型蚯蚓,据说最长的可达2米多,比一般的长蛇还要长,光听上去就够吓人了,下面我们就来一起看看这些巨型蚯蚓的真身。
10、灵长类动物:猩猩 东部低地大猩猩是现存最大的灵长目动物,最大野生的雄性可以重超过225公斤及高1.83米,而饲养的则可以更大。
它们只生活在刚果民主共和国东部的卡胡兹-别加国家公园和周边地区。
东部低地大猩猩较西部低地大猩猩粗壮,有较长的牙齿、强壮的颚骨及较阔的身躯。
雄性有黑色的毛皮,当成熟时背部会转为银色。
大猩猩是群居的,一般以5-30头大猩猩为一族群,一群中包含一头雄性领袖及几头雌性。
雄性领袖强壮,是群族中的领袖,它会带领族群寻找食物,并在危险时保护它们。
雄性达至成熟后会逐渐离开族群,与其他雄性一同生活几年,直至能吸引雌性组成新的族群。