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新研究提出爭議:宇宙是像床單還是像氣球?

時間:2019-11-13 09:17:09  來源:新華網 放大 縮小 默認

  一項新研究稱,我們的宇宙不是像床單那樣呈扁平狀,而可能是彎曲的,如同一個充了氣的巨大氣球。這是11月4日發表在英國《自然·天文學》雜志上一篇新論文的結論。

  新說法:宇宙像氣球一樣是“封閉的”

  該研究稱,他們是考察了來自宇宙微波背景(CMB)——即宇宙大爆炸的微弱回聲——的數據后得出的結論。但并非所有人都對此結論感到信服:這項新研究結果基于2018年發布的數據,不僅與多年來的傳統看法不符,也與最近另一項依據同一組CMB數據集的研究結果相矛盾。

  據這篇新論文稱,如果說宇宙是彎曲的,那么它的彎曲度是和緩的。這種和緩的彎曲度對于我們的生活、太陽系甚至銀河系的運轉并不重要。但是,走出所有這一切,前往我們銀河系區域之外很遠的地方,進入茫茫黑暗中,最終——在沿直線行進的時候——你將會繞個圈子,回到出發的地方。

  宇宙學家稱這一概念為“封閉宇宙”。它已經存在了一段時間,但不符合有關宇宙運行方式的現有理論。因此,它在很大程度上遭到了排斥。而目前得到更多支持的是“平坦宇宙”理論,即認為宇宙無邊無際地向每一個方向伸展,自身不構成回路。

  “宇宙在擴張”目前已達成共識

  據這篇新論文的作者說,迄今為止對CMB進行的最準確測量得出的數據存在異常,這為“宇宙終究是封閉的”提供了確鑿的、但并非絕對結論性的證據。論文的作者包括英國曼徹斯特大學宇宙學家埃萊奧諾拉·迪瓦倫蒂諾、意大利羅馬大學宇宙學家亞歷山德羅·梅爾基奧里以及美國約翰斯·霍普金斯大學宇宙學家約瑟夫·西爾克。

  梅爾基奧里表示,開放和封閉宇宙之間的區別有點像是“拉伸的床單”與“充氣的氣球”。不管是哪一種情況,宇宙都是在擴張。當床單擴張時,每一個點都會沿直線遠離其他所有的點。當“氣球充氣時,其表面上的每一點也會遠離其他所有的點,但是氣球的曲率使得這種運動的幾何特征變得更為復雜。

  梅爾基奧里說:“打個比方說,這意味著如果有兩個光子在封閉宇宙中平行移動,那么它們最終會相遇。”而在開放的平坦宇宙中,這兩個光子——在不受干擾的情況下——將會沿著平行軌跡行進,永遠都不會相互作用。

  梅爾基奧里說,宇宙膨脹的傳統模型也暗示宇宙應該是平坦的。根據這一模型,把太空的擴張倒回最開始的時候,即宇宙大爆炸后最初的10-25秒,隨著太空從它發源的那個極其微小的點中生發出來,你將會看到令人難以置信的指數級擴張的時刻。這種超快速擴張的物理特性指向一個平坦的宇宙。他說,這就是大多數專家認為“宇宙是平坦的”的首要原因。

  梅爾基奧里說,如果宇宙不是平坦的,就得對這個創世機制的物理學進行“微調”,以便使它能夠環環相扣,在此過程中不得不重新進行其他無數的計算。而這篇新論文的作者寫道:“這最終也許是不可避免的。”(沈鵬)

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