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新研究提出争议:宇宙是像床单还是像气球?

时间:2019-11-13 09:17:09  来源:新华网 放大 缩小 默认

  一项新研究称,我们的宇宙不是像床单那样呈扁平状,而可能是弯曲的,如同一个充了气的巨大气球。这是11月4日发表在英国《自然·天文学》杂志上一篇新论文的结论。

  新说法:宇宙像气球一样是“封闭的”

  该研究称,他们是考察了来自宇宙微波背景(CMB)——即宇宙大爆炸的微弱回声——的数据后得出的结论。但并非所有人都对此结论感到信服:这项新研究结果基于2018年发布的数据,不仅与多年来的传统看法不符,也与最近另一项依据同一组CMB数据集的研究结果相矛盾。

  据这篇新论文称,如果说宇宙是弯曲的,那么它的弯曲度是和缓的。这种和缓的弯曲度对于我们的生活、太阳系甚至银河系的运转并不重要。但是,走出所有这一切,前往我们银河系区域之外很远的地方,进入茫茫黑暗中,最终——在沿直线行进的时候——你将会绕个圈子,回到出发的地方。

  宇宙学家称这一概念为“封闭宇宙”。它已经存在了一段时间,但不符合有关宇宙运行方式的现有理论。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”理论,即认为宇宙无边无际地向每一个方向伸展,自身不构成回路。

  “宇宙在扩张”目前已达成共识

  据这篇新论文的作者说,迄今为止对CMB进行的最准确测量得出的数据存在异常,这为“宇宙终究是封闭的”提供了确凿的、但并非绝对结论性的证据。论文的作者包括英国曼彻斯特大学宇宙学家埃莱奥诺拉·迪瓦伦蒂诺、意大利罗马大学宇宙学家亚历山德罗·梅尔基奥里以及美国约翰斯·霍普金斯大学宇宙学家约瑟夫·西尔克。

  梅尔基奥里表示,开放和封闭宇宙之间的区别有点像是“拉伸的床单”与“充气的气球”。不管是哪一种情况,宇宙都是在扩张。当床单扩张时,每一个点都会沿直线远离其他所有的点。当“气球充气时,其表面上的每一点也会远离其他所有的点,但是气球的曲率使得这种运动的几何特征变得更为复杂。

  梅尔基奥里说:“打个比方说,这意味着如果有两个光子在封闭宇宙中平行移动,那么它们最终会相遇。”而在开放的平坦宇宙中,这两个光子——在不受干扰的情况下——将会沿着平行轨迹行进,永远都不会相互作用。

  梅尔基奥里说,宇宙膨胀的传统模型也暗示宇宙应该是平坦的。根据这一模型,把太空的扩张倒回最开始的时候,即宇宙大爆炸后最初的10-25秒,随着太空从它发源的那个极其微小的点中生发出来,你将会看到令人难以置信的指数级扩张的时刻。这种超快速扩张的物理特性指向一个平坦的宇宙。他说,这就是大多数专家认为“宇宙是平坦的”的首要原因。

  梅尔基奥里说,如果宇宙不是平坦的,就得对这个创世机制的物理学进行“微调”,以便使它能够环环相扣,在此过程中不得不重新进行其他无数的计算。而这篇新论文的作者写道:“这最终也许是不可避免的。”(沈鹏)

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