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#超新星#这张图片显示了 Ia 型超新星的遗迹 。 作为宇宙中第二种最常见的超新星类型 ， 我们现在已经通过现代望远镜观察到了1550次此类事件 ， 使我们能够以前所未有的方式了解宇宙的历史和组成 。
关键要点
1998 年 ， 两个跨宇宙时间研究超新星的不同合作都揭示了相同的惊人结论：宇宙不仅在膨胀 ， 而且随着时间的推移 ， 遥远的星系正在越来越快地消退 。从那时起 ， 我们发现了多种不同的方法来测量膨胀的宇宙 ， 并且已经收敛到宇宙学的“标准模型” ， 尽管仍然存在一些差异 。在 Pantheon+ 刚刚发布的一项具有里程碑意义的研究中 ， 刚刚分析了最全面的 Ia 型超新星数据集的宇宙学意义 。 这是结果 。
我们在物理学和天文学方面永无止境的探索也许是最雄心勃勃的探索：从根本上了解宇宙 。 诸如以下的问题：
是什么构成了宇宙？
存在的各种成分的比例是多少？
宇宙是如何变成今天这样的？
这一切是如何开始的？
在遥远的未来 ， 我们最终的命运究竟会是什么？
曾经处于无法回答的领域 。 然而 ， 在过去的200年里 ， 他们已经从神学家、哲学家和诗人的领域进入了科学领域 。 在人类历史上 ， 或许在整个存在中 ， 我们第一次可以有意识地回答这些问题 ， 揭示了写在宇宙本身表面上的真理 。
每次我们改进测量宇宙的最佳方法时——通过更精确的数据和更大的数据集、改进的技术、卓越的仪器和更小的误差——我们就有机会推进我们所知道的 。 我们探测宇宙的最有力方法之一是通过一种特定类型的超新星：Ia 型爆炸 ， 它的光使我们能够确定宇宙是如何随着时间的推移而演化和膨胀的 。 凭借其数据集中创纪录的1550颗 Ia 型超新星 ， Pantheon+ 团刚刚发布了一篇详细介绍当前宇宙学状态的新论文的预印本 。 在这里 ， 据人类所知 ， 这是我们对我们所居住的宇宙的了解 。
制造 Ia 型超新星的两种不同方法：吸积情景（L）和合并情景（R） 。 合并场景是元素周期表中大部分元素的原因 ， 包括铁 ， 它是整个宇宙中第 9 丰富的元素 。
Ia型超新星是如何工作的
现在 ， 在整个宇宙中 ， 已经完成生命周期的类太阳恒星的尸体仍然存在 。 这些恒星残骸都有一些共同点：它们都很热、很微弱 ， 由被电子简并压力支撑的原子组成 ， 并且质量大约低于太阳质量的 1.4 倍 。 但是它们中的一些有双星伴星 ， 如果它们的轨道足够近 ， 就可以从它们身上吸走质量 。 而其他人将遇到其他白矮星 ， 这可能导致最终合并 。 而其他人将遇到其他类型的物质 ， 包括其他恒星和大量物质团块 。
当这些事件发生时 ， 如果总质量超过特定临界阈值 ， 白矮星中心的原子将在极端条件下变得如此密集 ， 以至于这些原子的各种原子核将开始融合在一起 。 这些初始反应的产物将催化周围物质的聚变反应 ， 最终整个恒星残骸 ， 白矮星本身 ， 将在失控的聚变反应中被撕裂 。 这导致超新星爆炸没有残余物 ， 既没有黑洞也没有中子星 ， 但具有我们可以观察到的特定光曲线：所有 Ia 型超新星的特征：变亮、峰值和衰减 。
测量大宇宙距离的两种最成功的方法是基于它们的表观亮度 (L) 或表观角大小 (R) ， 这两种方法都是可以直接观察到的 。 如果我们能够理解这些物体的内在物理特性 ， 我们可以将它们用作标准蜡烛 (L) 或标准尺子 (R) 来确定宇宙在其宇宙历史中是如何膨胀的 ， 以及它是由什么构成的 。
Ia型超新星如何揭示宇宙
所以 ， 如果你在整个宇宙中发生了所有这些不同的爆炸 ， 只要你有白矮星——基本上无处不在——你能用它们做什么？一个关键是要认识到这些物体是相对标准的：有点像 60 瓦灯泡的宇宙版本 。 如果你知道你有一个 60 瓦的灯泡 ， 那么你就会知道这个光源的本质是多么明亮和发光 。 如果你能测量这盏灯对你来说有多亮 ， 那么你就可以通过一点数学计算出这个灯泡必须有多远 。
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