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宇宙朝不同方向扩展 新研究否定大爆炸理论的基础

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【新三才编译首发】人类思想一旦被新的思想所延伸,就再也无法恢复其原始尺寸了。

对于宇宙的开始,许多天文学家相信大约138亿年前宇宙的「大爆炸」产生无限的空间和时间。

它符合「宇宙只是从一个单点开始」的观点,认为宇宙在「大爆炸」时非常热,微小的粒子混杂着光和能量,然后,它开始无限制地扩大和延伸。

一位名叫哈勃(Edwin Hubble)的天文学家注意到,其它的星系似乎也正在远离我们。

另外,最远的星系移动的速度比我们地球近处星系移动的速度还要快,这表明宇宙还在膨胀著。如果说天体现在可以分开,那就意味着在过去,这一切原本都紧密地结合在一起。

但是,也有学者认为,整个宇宙中各星系的平均密度是相同的,并且与方向或距离的变化无关。

图左:方向同性。图右:均匀的。

1927年,勒梅特(Georges Lemaître, 1894-1966)提出《大爆炸理论》(the Big Bang Theory),并被当时天文学家广为接受,但是有反对者认为宇宙是方向同性的(isotropic,  在每个方向或视角上都显示相同),并且是均匀的(homogeneous, 在宇宙中的任何位置都保持一致)。

因此,有美国、英国、法国和印度的一组科学家联合在《天体物理学杂志快报》(the Astrophysical Journal Letters)上发表了研究论文。

有两份独立的研究报告说,我们的宇宙正在不断地加速膨胀,在各个方向膨胀的步调也不尽相同。

这两组专家分别由珀尔默特(Saul Perlmutter)和施密特(Brian Schmidt)所领导,观察到遥远的 Ia超新星(Type Ia supernova),这是一颗白矮星,已完成其正常生命周期,但它有固定的亮度可供钻研。

他们二位与里斯(Adam Riess)一起,因为「通过对遥远超新星的观测,发现宇宙加速膨胀」,而共同获得2011年诺贝尔物理学奖。他们还发现,宇宙膨胀是由「暗能量」驱动着,而且膨胀速度比预期的快。

有学者认为,在宇宙的组成中,「暗能量」(dark energy)具有所有能量的68%,「暗物质」(dark matter)约有所有能量的27%,其余不到5%才是构成所有正常物质的成分。

虽然,触发宇宙爆炸的因子已经消停很久,但是宇宙却还在膨胀著,其背后的启动力或推动力更令科学家们想一窥究竟。

2016年的一项研究《最后的接触》(Last Contact),甚至还算出宇宙膨胀的速度比公认的还要快5至9%。

图说「大爆炸」和「宇宙微波背景」

「大爆炸」发出一些辐射,形成第一个中性氢原子,在整个宇宙中漫游,被称为「宇宙微波背景」(CMB)。

「宇宙微波背景」似乎不是方向同性的。在天空的某一个方向上,更热,但在另一个方向上,却更冷上1,000倍。发生这种情况是因为地球正在以相对于参考系统每秒369 公里的速度在运动着(假定宇宙是方向同性的)。

一位研究成员表示:这表明,即使在非常大的时间尺度上(数亿光年或更长久),物质和辐射在宇宙中也不会重合。

另一项对类星体的研究中发现,类星体的偶极子与「宇宙微波背景」的偶极子方向同性,这再次表明宇宙的各向异性,因为其差异要高得多,是预期值的两倍。

有评论指出,宇宙是由「暗能量」主导的论述,将改变我们的视野,也将要求重新去定义我们今天的宇宙学。

(作者:Alaina Ali Beg)

(编译:白丁)

(文章来源:新三才编译首发)

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