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宇宙就像一个凹凸不平的气球一样膨胀着

今天小编为大家带来了一篇《宇宙就像一个凹凸不平的气球一样膨胀着》的文章,感兴趣的读者朋友可以跟着小编一起看一看。

中文简介: 宇宙的膨胀到处都一样吗?新的研究表明事实并非如此,这可能会对我们对宇宙的理解产生巨大影响。

这幅图展示了银河系星团的X射线团簇:NASA/CXC/Univ. of Bonn/K. Migkas et al.

宇宙的额膨胀是否具有各向同性?新的研究发现可能会给出否定的答案——该研究结果可能会极大地改变我们对宇宙的认知。

一组由德国波恩大学的Konstantinos Migkas领导的科学家研究分析了来自银河系星团数百个X射线源的数据,结果发现宇宙不同区域的膨胀情况似乎有所不同。该结论似乎印证了过去一些看似反常的研究成果。虽然现在还不是推翻现代宇宙学的时候,但科学家们已经在考虑是否将会出现范式转变/宇宙学基本理论是否将面临改变。(后面一种译法可能更通俗)

这无疑是一个激动人心的结论,它可能对未来的研究产生深远的影响。Migkas在一封邮件中告诉天文在线网站。“它可能引发人们对宇宙学的反思”。不过在那之前,我们必须得排除除此之外任何可能存在的原因。

各种现代理论在阐述宇宙时,都会把大尺度上的各向同性——或者说各方向同一,作为一个最基本的假设。这意味着,除非物体之间有任何更具体的相互作用,无论你在哪里,先天的物理属性,如宇宙膨胀的速度,在任何地方都是一样的。

由于该理论在现代宇宙学中的极端重要性,科学家们已经通过很多方式去验证过它。例如,天文学家所能观测到的最遥远的辐射的温度有着惊人的均匀性,尽管也存在一些轻微的不均匀,称为各向异性。对一种被用作测距标准烛光的超新星的观测揭示了一个均匀的宇宙和一个稍微不均匀的宇宙,这似乎取决于样本中包含哪些超新星。科学家们已经用各种各样的探测器进行了大量的其他观察,观察来自遥远星系的可见光和红外辐射,伽马射线爆发,或遥远的射电源,同样得到了不同的结果。

这些科学家比较了不同银河系星团X射线发射产生的光度和温度。这些数值,以及红移,或者说辐射的颜色被宇宙膨胀的速度改变了多少,都是可以测量的,不需要依赖于对宇宙属性的假设。他们可以测量这些属性,然后计算宇宙需要具备具体哪些属性才能产生我们用望远镜看到的结果。

该研究的数据来源于大量X射线望远镜的观测结果,其中包括伦琴卫星,XMM-牛顿卫星(原名多镜片X射线观测卫星),钱德拉X射线天文望远镜,他们共计观测了散布于天空中的313个银河系星系团。在对观测结果进行分析的时候,他们发现宇宙膨胀速度在不同方向上存在细微的差别。简单的说,想象银河系像一个不断膨胀的表盘,十二点和六点的膨胀速度快于预期,而同时三点和九点的膨胀速度要慢于预期。尽管从一个具有各向同性(又称均匀性)的宇宙来看,每个区域上的差异并没有那么大,但总体来看,这种差异不太可能仅仅是由于偶然因素造成的。

Migkas告诉天文在线网站,研究团队还尚未准备公布宇宙膨胀的各向异性。或许未被发现的气体和尘埃云吸收了一些x射线,使得一些星团看起来比尘埃云更暗淡。也许某些星系团正因为与宇宙膨胀无关的原因而一同运动。研究团队计划改进他们的观测方法,比如采用与之前不同波长的光线进行观测。

没有参与这项研究的牛津大学的苏比尔·萨卡尔教授,向天文在线说到:该研究结果本身是一个有趣的与预期的偏离,但当它与分析遥远的辐射星系,近红外星系和遥远的超新星所得到的结果相结合时,就变得更令人信服。看看这些观测数据吧,也许宇宙真的就存在各向异性呢。然而,他警告说,这种结果可能对数据统计分析的变化或观察到的星系团的变化很敏感。

与此同时,哈佛史密森天体物理中心高能天体物理部门的副参事Alexey Vikhlinin在推特上说,他“愿意打赌”这篇论文是“垃圾科学”。他在一封电子邮件中告诉天文在线,根据光度选择宇宙物体,就像在这个样本中所做的那样,引入了一种众所周知的偏差,即样本比总体更亮。他说,这篇论文没有正确地纠正这种偏差,而且可能也受到了其他选择偏差的影响。

所以,宇宙的膨胀究竟均不均匀?目前,各向同性宇宙扔是一种主要假设,天文学家仍在努力证明或推翻这一假设。如果宇宙真的具有各向异性,那一些占据统治地位的理论就将面临修改。但通常来说,在确定答案之前,我们还需要更多的观察。

作者: Ryan F. Mandelbaum

FY: 瓶子

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