随着加速膨胀 宇宙变得更热而非更冷了

　　近一个世纪以来，天文学家们确定，我们的宇宙处于膨胀状态。自20世纪90年代以来，他们就已经了解到，从40亿年前开始，宇宙始终在加速膨胀。

　　但根据俄亥俄州立大学宇宙学和天体粒子物理中心(CCAPP)领导的研究，实际上宇宙似乎越来越热了。

　　在探究了过去100亿年宇宙的热历史后，研究团队得出结论，宇宙气态物质的平均温度增加了10多倍，今天达到了约2.2℃。

　　研究报告《Sunyaev-Zeldovich效应断层扫描法探测宇宙热历史》近日发表在《天体物理学期刊》上。

　　这项研究由CCAP研究员Yi-Kuan Chiang领导，包括来自卡夫里宇宙物理与数学研究所(Kavli IPMU)、约翰·霍普金斯大学和马克斯·普朗克天体物理研究所的成员。

　　该团队研究了宇宙大尺度结构(LSS)的热数据——指的是宇宙中最大尺度的星系和物质的热模式，那是暗物质和气体物质引力坍缩的后果。

　　正如Chiang博士在俄亥俄州立大学新闻发布会上所解释的那样，"我们的测量结果为吉姆·皮布尔斯——2019年诺贝尔物理学奖得主——的开创性工作提供了最直接证据。他提出宇宙中大尺度结构形成的理论。随着宇宙的演化，引力将空间中的暗物质和气体拉到一起，形成星系和星系团。这种拖动是剧烈的——如此剧烈，以至于越来越多的气体被震荡和加热。"

　　为了测量过去100亿年的热数据，Chiang和同事结合了由欧空局的普朗克红外天文卫星和斯隆数字天空调查(SDSS)的数据。前者是欧洲首个用于测量宇宙微波背景温度的卫星，而SDSS则是大规模的多光谱信息采集数据库，用于创建最详细的宇宙三维地图。

　　团队将普朗克的8张宇宙热分布图与来自SDSS的200万个光谱红移参考数据交叉相关。结合红移测量值(常规用于确定物体远离我们的速度)和基于光波长的温度估计，该团队将更遥远的气体云(在时间上也更久远)的温度与更靠近地球的气体云进行了比较。

　　由此能够确认，早期宇宙(大爆炸后约40亿)气体的平均温度比现在低。这是随着时间推移，宇宙结构的引力坍塌造成的，随着宇宙膨胀的不断加速，这种趋势将会持续下去，并且会越来越强烈。

　　另外，宇宙变暖是因为星系和结构形成的自然过程，与地球上的气候变化无关。

　　过去，许多天文学家认为，宇宙会随着膨胀而持续冷却，不可避免地导致热寂灭。相比之下，Chiang和他的同事表明，科学家可以通过"测量宇宙的温度"来为宇宙结构的形成演变制定时间表。

　　基于计算热力学(兰道尔原理)的半科幻论点指出，随着宇宙热寂，超文明将能够用他们的终极计算机计算出生命、宇宙、万物的终极答案。如果没有热寂的话，这种计算制造出的热量足以烧毁整个星系。

　　另外，如果宇宙随着时间的推移而变得更热，那对生命又意味着什么？或许只有时间能告诉我们答案。