在arXiv上發(fā)表的一篇論文可能會推翻現(xiàn)代宇宙學模型。德國波恩大學的康斯坦丁諾斯·米格斯(Constantinos Migues)在觀察了數(shù)百個星系團中的大量星系后做了詳細的分析,以證明宇宙是否在各個方向都是相同的。研究結果表明,“各向同性”的概念并不適用于宇宙的每個部分!
托勒密的地心說宇宙把地球放在宇宙的中心,認為整個宇宙都圍繞著地球轉,但是哥白尼發(fā)現(xiàn)了天體運動的真理,地球只是圍繞太陽轉的行星之一,所以各向同性的前身也叫哥白尼原理!當然,哥白尼不可能知道宇宙是否各向同性!
對宇宙各向同性的理解應該從廣義相對論開始。1916年愛因斯坦發(fā)表廣義相對論后,1917年擴展到整個宇宙,開創(chuàng)了廣相宇宙學。愛因斯坦發(fā)現(xiàn)廣相下的宇宙是動態(tài)的,于是為了迎合當時靜態(tài)的宇宙學模型,加了一個宇宙學常數(shù)λ,修正為靜態(tài)宇宙!
但更有趣的是,前蘇聯(lián)物理學家弗里德曼假設宇宙是各向同性的,勒邁特發(fā)現(xiàn)宇宙正在膨脹,而哈勃在觀察中證明了這一點。1931年,勒邁特進一步提出了“原生原子假說”,認為宇宙的不斷膨脹意味著它將在時間反轉中坍縮,這是大爆炸理論的雛形!
喬治·伽莫夫支持并完善了勒邁特的大爆炸理論,提出了大爆炸的早期綜合理論。他的同事拉爾夫·阿爾菲和羅伯特·赫爾曼從理論上預測了宇宙微波背景輻射的存在。后期無線電觀測技術的進步證明了Gamow早期合成理論中物質的比例,但是arno penzias和robert wilson在1965年意外發(fā)現(xiàn)它作為背景輻射!
我們對宇宙各向同性的認識主要來自于微波背景輻射(CMB)的觀測。從1965年開始,CMB觀測成為了解宇宙的重要途徑,因為大爆炸從理論上預測了這種輻射,所以觀測它可以了解宇宙的形狀!
從1989年發(fā)射的COBE衛(wèi)星到威爾金森微波各向異性探測器(WMAP),再到歐空局的普朗克衛(wèi)星,科學家們了解到微波背景輻射的分辨率越來越高,他們對宇宙的認識也在逐漸加深:
觀察到宇宙背景輻射是高度各向同性的,溫度波動只有百萬分之五左右。而且這種溫度漲落的起源是宇宙形成初期非常小尺度的量子漲落,隨著宇宙的膨脹放大到宇宙尺度。
但也正因為這個小小的差別,我們大規(guī)模擁有了我們星系的結構,現(xiàn)在有機會形成數(shù)量龐大的恒星!當然,哈勃著名的深空照片見證了從可見光波段看,宇宙中任何方向都有無數(shù)個星系,似乎整個宇宙都是那么均勻!
各向同性已經成為現(xiàn)代宇宙學的基礎,所以看到波恩大學康斯坦丁諾斯·米格斯的研究,第一反應是,國外民科?不要妄下結論,我們來看看康斯坦丁諾斯米格斯研究了什么!
康斯坦丁諾斯·米格斯(Constantinos Migues)說,1999年發(fā)現(xiàn)的宇宙加速膨脹的原因是暗能量的興起。結合寬相方程,這個展開在大尺度上是各向同性的!他也相信大爆炸留下的微波背景輻射也證明了這一點,對CMB的觀察是毋庸置疑的!
但他強調,這種推斷的準確性目前尚不清楚。40億年前宇宙的暗能量主導了宇宙的膨脹,但“暗能量的迷惑性還沒有被天體物理學家正確理解!”。
米格和他的同事利用三架望遠鏡收集的數(shù)據(jù)研究了842個星系團,這是宇宙中最大的受重力約束的結構。研究人員通過分析紅外和X射線波段確定了每個星團的亮度,這個分析揭示了宇宙在這個區(qū)域的膨脹!
這四個團簇已經被分析了幾百遍,“各向同性”宇宙的概念可能并不完全合適
結果表明,并非米格研究的所有區(qū)域都具有相同的膨脹率。有些領域看起來比較慢,但有些領域比較快,這和其他方法得到的研究結果是一致的。這個“各向異性”的研究對象幾乎覆蓋了整個天空!
地圖以星系為坐標中心,黑色和紫色表示膨脹率最低的方向;黃色和紅色表示最高膨脹率的方向
雖然星系間的引力一拖再拖,勉強維持了各向同性的宇宙學模型,但Migues和他的研究對象跨越了50億光年。引力在這么遠的距離能否與暗能量抗衡是個問題。當然有一種補救性的解釋,暗能量可能在宇宙不同的地方分布不同,而且無論哪種解釋理解了宇宙模型,都會是顛覆性的!
大學院校在線查
有疑問就來發(fā)現(xiàn)