宇宙学家担忧:我们所知道的关于宇宙形状的一切都可能是错误的

  • 小编 发布于 2019-11-06 11:55:03
  • 栏目:科技
  • 来源:万象经验
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宇宙学家担忧:我们所知道的关于宇宙形状的一切都可能是错误的

我们所知道的关于宇宙形状的一切都可能是错误的。根据一项新的研究,我们的宇宙可能不是像床单一样扁平,而是像一个巨大的充气气球一样弯曲。

11月4日发表在《自然天文学》杂志上的一篇新论文显示,该论文研究了来自宇宙微波背景(CMB)的数据,宇宙微波背景这是大爆炸的微弱回声。但并不是所有人都信服这些基于2018年发布的数据得出的新发现,这既与多年来的传统观点相悖,也与最近另一项基于同一CMB数据集的研究相悖。

如果宇宙是弯曲的,根据新的论文,它会轻轻地弯曲。这种缓慢的弯曲对我们的生活、太阳系甚至银河系的移动都不重要。但是,走出我们的银河系,以直线行进,深入到黑暗中,最终你会绕一个圈,回到你开始的地方。宇宙学家称这种想法为“封闭宇宙”。它已经存在了一段时间,但它不符合现有的宇宙运行理论。所以它在很大程度上被拒绝了,取而代之的是一个“平坦的宇宙”,它向各个方向延伸,没有边界,也不围绕自身循环。该论文的作者说,从有史以来最好的CMB测量数据中发现的一个异常现象提供了确凿的证据(但不是绝对确凿的证据),证明宇宙毕竟是封闭的。

封闭宇宙和开放宇宙的区别有点像被拉伸的平板和膨胀的气球。无论哪种情况,整个事件都在扩张。当板材展开时,每一点都会沿直线远离其他点。当气球膨胀时,它表面上的每一点都离另一点越来越远,但是气球的曲率使得运动的几何结构更加复杂。

这意味着如果你有两个光子,它们在一个封闭的宇宙中平行移动,它们终将会相遇。在一个开放的、平坦的宇宙中,光子在不受干扰的情况下,会沿着它们的平行方向运动,而不会相遇。

宇宙膨胀的传统模型表明宇宙应该是平的。根据这个模型,把空间的膨胀一路倒回到开始,回到大爆炸后的第一个0.00000000000000000001秒,你会看到一个不可思议的,指数级的膨胀时刻,因为空间从它开始的那个无穷小的点上生长出来。该研究的作者说:“超快膨胀的物理学指向平坦的宇宙,这是大多数专家认为宇宙是平的第一个原因。如果宇宙不是平的,你必须“微调”原始机制的物理原理,使其完全吻合,并在此过程中重新进行无数其他的计算。”

宇宙微波背景有异常

宇宙微波背景辐射是我们在宇宙中看到的最古老的东西,它是由周围的微波光构成的,当你把恒星、星系和其他干扰阻挡在外时,它就会充满整个空间。因为它太古老了,而且遍布整个宇宙,所以它是关于宇宙历史和行为的最重要的数据来源之一。根据最新的数据显示,宇宙微波背景辐射的“引力透镜效应”比预期的要多得多,这意味着引力对宇宙微波背景辐射的弯曲作用似乎比现有物理学所能解释的要大得多。

该团队使用的数据来自于2018年发布的普朗克实验。这是欧洲航天局的一个实验,它比以往任何时候都更加详细地绘制了宇宙微波背景图。为了解释这种额外的透镜现象,普朗克合作项目刚刚在该小组的宇宙形成模型中加入了一个额外的变量,科学家们称之为“A_lens”。该研究的作者说:“我们发现,可以用正弯曲的宇宙来解释透镜效应,这是一种更为物理的解释方法。”

他同时指出,他的团队的解释不是决定性的。根据该小组的计算,普朗克数据指向一个标准偏差为3.5西格玛的封闭宇宙,这远远低于5西格玛标准。他说:“我不想说我相信一个封闭的宇宙。我认为现在有一个差异,我们必须小心,努力找出造成这种差异的原因。”

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