宇宙竟是平的, 地球人类可能真的是“二维蚂蚁”
   来源:小橘子说科技     2018年07月30日 01:00

宇宙是由空间、时间、物质和能量所构成的统一体。是一切空间和时间的总合。一般理解的宇宙指我们所存在的一个时空连续系统,包括其间的所有物质、能量和事件。对于这一体系的整体解释构成了宇宙论。

科学家发现宇宙可能是不对称的。

十年前,宇宙学家们开始猜测,宇宙的模样可能有点古怪,呈一种两边不对称的形状。

宇宙失衡的线索来源于大爆炸的余辉,即所谓“宇宙微波背景辐射”(CMB)。这种辐射中,分布着许多冷热不均的“斑块”,对应于物质密度的起伏。从2003年开始,美国航空航天局威尔金森微波各向异性探测器(Wilkinson Microwave Anisotropy Probe,WMAP)的数据显示,宇宙的一侧比另一侧要热。但是,此发现与宇宙学中的一个流行观点相冲突,该观点认为,宇宙是在早期的一次急速扩张期间(称为暴胀)以雷霆之势膨胀开来的,而此过程本应使CMB呈现一种基本均匀的分布形态才对。

最近几个月里,支持失衡说的论据骤然变得有力了。欧洲航天局的普朗克卫星(Planck satellite,比WMAP更新、更灵敏)在不久前传回了证明宇宙不对称的证据,其可靠性与WMAP的数据相当。于是,现在我们面临的问题是,这个谜团的出现究竟是要我们对宇宙学来一番反思,还是此种失衡只是与一种可能性极小,但最终依然能够得到解释的现象有关。

美国航空航天局喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)的宇宙学家克日什托夫·戈尔斯基(Krzysztof Gorski)说,“几年前,根据一些科学家对公开发布的WMAP数据进行的分析,人们就提出了宇宙失衡的说法,而现在,我们又从普朗克卫星获得了同样的数据,这为这些说法提供了令人信服的证据”。

虽然CMB中出人意料的温度差异似乎已经变得可信,但这种差异依然难以解释。不久前,挪威奥斯陆大学的宇宙学家亚别巴尔·凡塔耶(Yabebal Fantaye)与戈尔斯基及其他一些研究人员合作,根据宇宙演化的标准模型,对CMB应该呈现何种模样做了一万次模拟。这些研究人员在《天体物理学快报》(Astrophysical Journal Letters)上报道,其中仅有7次模拟的结果与WMAP数据显示的情景相似。换言之,标准的宇宙学模式可以容得下失衡的宇宙,但仅仅是勉强容得下。“它肯定是有可能会发生的,但可能性并不很大,”范塔耶说。

研究人员已经在探索这样一个前景:宇宙的不对称性或许揭示了某种新的可能性,要么是某种能量场使初生的宇宙发生扭曲,要么就是我们这个宇宙在与另外一个宇宙碰撞时受伤了。明年,普朗克卫星的研究团队公布有关CMB的偏振数据之后,我们将会获得更多的线索。偏振是一种用来描述CMB光子振动方式的物理概念;有关偏振的数据或许有助于我们辨别,宇宙失衡是需要用上述这些宇宙学中的新奇构想来加以解释,还是仅仅是一种依然可被塞进流行理论框架内的意外现象。

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