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宇宙可能是弯曲的:像巨大的气球

来源:未知   更新时间:2020-11-22

使用普朗克卫星的前期数据制作的世界微波布景辐射图画

科技讯 北京时间11月7日音讯,咱们已知关于世界形状的全部或许都是错的。依据一项新的研讨,世界或许不是像床布相同平整,而是像一个巨大的气球相同曲折,并且这个气球还在不断胀大。

这是11月4日宣布在《天然-天文学》杂志上的一篇论文的定论。该论文研讨了世界微波布景的数据,这是大爆炸遗留下来的弱小热辐射。可是,并不是所有人都服气这项新研讨。研讨人员的发现依据2018年发布的数据,既与多年来的传统观念相悖,也与最近另一项依据同一世界微波布景数据集的研讨对立。

这篇新论文称,假如世界是曲折的,那这种曲折会非常陡峭,对咱们的日子,或许太阳系乃至银河系的移动都不会发生很大的影响。可是,假如咱们走出银河系,深化到漆黑太空中,一向以直线跋涉,那么终究你会绕一个圈,回到开端的当地。世界学家将这一概念称为“关闭世界”。虽然现已存在了一段时间,但关闭世界的概念并不契合现有的世界运转理论,因此在很大程度上被科学家回绝,取而代之的是所谓的“平整世界”。在平整世界中,世界向各个方向延伸,没有鸿沟,也不环绕本身循环。现在,研讨人员在丈量世界微波布景时得到了反常的数据资料,为关闭世界观念供给了坚实的依据。

梅尔基奥里在承受采访时标明,敞开世界就像一条被拉伸的床布,而关闭世界则更像一个胀大的气球。不管哪种状况,整个世界都在扩张。当床布打开时,每个点都在一条直线上远离另一个点;当气球胀大时,其外表的每个点也离其他点越来越远,但由于气球的曲率,使这种远离运动的几何学愈加杂乱。

“这意味着,假如有两个光子,当它们在一个关闭的世界中平行移动时,它们会相遇,”梅尔基奥里说道。可是,假如是在一个敞开、平整的世界中,光子在不受搅扰的状况下,会一向沿着平行方向运动,而不会相互效果。

梅尔基奥里标明,传统的世界胀大模型标明,世界应该是平的。当咱们回溯到世界胀大的开端,到大爆炸后开端的0.0000000000000000000000001秒,依据大爆炸模型,你会看到一个难以置信的时间:世界从开端那个无限小的点开端迸发,然后以指数级胀大。敏捷胀大的物理学模型指向的是一个平整的世界,这也是大多数科学家支撑“平整世界”的首要原因。

梅尔基奥里指出,假如世界并不平整,你就有必要“微调”原始机制的物理原理,使其彻底契合,并在此进程中从头进行许多其他的核算。研讨人员在新研讨中写道,这一进程终究很或许是必不可少的,由于世界微波布景数据呈现了反常。

世界微波布景辐射是咱们在世界中能探测到的最陈旧的东西,由弱小的热辐射构成。当你把恒星、星系和其他搅扰阻挠在外时,世界微波布景辐射就会充溢整个空间。世界微波布景是关于世界前史和行为最重要的数据来历之一,由于它太陈旧了,并且遍布整个世界。依据最新的数据,世界微波布景辐射的“引力透镜效应”比预期的要大得多,这意味着引力对世界微波布景辐射的曲折效果好像超越了现有物理学所能解说的规模。

研讨团队使用的数据来自于2018年发布的普朗克卫星试验。这是欧洲空间局的一项科学方案,旨在尽或许更具体地制作世界微波布景辐射。新的数据将宣布在即将出书的《天文学与天体物理学》杂志上,现在现已能够在欧洲空间局的网站上找到。迪 瓦伦蒂诺和梅尔基奥里也参加了这项方案。

为了解说额定的引力透镜现象,普朗克卫星协作团队在该研讨小组的世界构成模型中加入了一个额定的变量,科学家称之为“A_lens”。梅尔基奥里标明,这个变量是别的放进去的,用来解说所看到的反常现象,和物理学没有关系。换句话说,在爱因斯坦的相对论中并没有A_lens这个参数。“咱们发现,A_lens能够用正曲率的世界来解说,这比用广义相对论来解说的更契合物理学,”梅尔基奥里说道。

梅尔基奥里还指出,这种解说并不是定论性的。依据研讨小组的核算,普朗克卫星的数据指向正曲率世界的显著性水平超越99%。

不过,一些世界学家标明,这项研讨还有许多值得置疑之处。美国斯坦福大学的世界学家安德烈 林德标明,《天然-天文学》杂志的论文没有考虑到10月1日宣布在arXiv数据库上的另一篇重要论文。那篇论文的作者,剑桥大学的世界学家乔治 埃夫斯塔西奥和史蒂芬 格拉顿也参加了普朗克合作项目,他们研讨的数据要少于梅尔基奥里等人宣布在《天然-天文学》的论文。他们的剖析成果也支撑了一个曲折的世界,但与这项触及更多普朗克数据的新研讨比较,他们的计算可信度要低得多。可是,当埃夫斯塔西奥和格拉顿将这些数据与其他两个前期世界的现有数据集一同研讨时,却发现,整体而言,这些依据指向了一个平整的世界。

当被问及怎么点评埃夫斯塔西奥和格拉顿的论文时,梅尔基奥里称誉他们对数据的精心处理,但标明两人的剖析所依靠的普朗克数据片段太少。他还指出,他们的研讨依据改良版的普朗克数据,而不是600多名物理学家审查过的公共数据。

安德烈 林德则以为,这种从头剖析标明,埃夫斯塔西奥和格拉顿的论文依据更好的办法。埃夫斯塔西奥在一封电子邮件中指出,假如世界是曲折的,那将会带来许多问题,与其他前期世界的数据集和胀大观测成果相对立。

梅尔基奥里也以为,关闭世界模型会给物理学带来许多问题。“我不想说我信任世界是关闭的,”他说,“我比较中立。我会说,让咱们等候现有数据和新数据能阐明什么吧。我以为现在的成果存在对立,咱们有必要很小心肠找出形成这个对立的原因。”

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