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宇宙可能是一个巨大的封闭球体,像不断膨胀的气球

科普小知识2022-01-06 17:10:23
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根据最新的研究,如果宇宙的形状是弯曲的,它也是一个平缓弯曲的结构。这种平缓弯曲的结构对人类生活、太阳系乃至银河系的运行都不重要。然而,在银河系之外又深又暗的空间里,天体保持直线运行,最终会绕圈并回到原来的起点。

新浪科技新闻,北京时间,3月30日,根据美国生命科学网站,太空是什么形状?我们知道的任何宇宙形状都可能是错误的。根据一项新的研究,宇宙可能不像床单那么平,而是像一个巨大的充气气球。

最新的研究报告发表在11月4日的《自然天文学》杂志上。该研究报告来自宇宙微波背景的相关数据,宇宙微波背景是大爆炸的微弱回声,但并不是每个人都被最新的研究所说服。这项研究基于2018年发布的数据,这与多年来的传统观点相反,也与最近基于同一宇宙微波背景数据集的另一项研究不一致。

根据最新的研究,如果宇宙的形状是弯曲的,它也是一个平缓弯曲的结构。这种平缓弯曲的结构对人类生活、太阳系乃至银河系的运行都不重要。然而,在银河系之外又深又暗的空间里,天体保持直线运行,最终会绕圈并回到原来的起点。宇宙学家称这个想法为“封闭宇宙”。它已经存在了一段时间,但它不符合现有的宇宙运行理论。因此,它在很大程度上没有被人们所接受。相反,它是一个“扁平宇宙”的概念。宇宙向四面八方延伸,没有边界。它不会自动循环。

目前,宇宙微波背景最佳测量的异常数据提供了强有力的证据(但不是绝对证据),证明宇宙是一个封闭的结构。封闭宇宙和开放宇宙之间的区别有点像拉伸的平板和膨胀的气球。无论哪种情况,整个宇宙都在膨胀。当一个平面结构被拉伸时,结构上的每个点都保持彼此远离;当宇宙膨胀时,其表面上的每一点都彼此远离,但球形宇宙的曲率会使运动的几何结构更加复杂。

该研究的合著者、罗马智慧大学的宇宙学家亚历山德罗·梅尔基奥里(Alessandro Melchiorri)说,这意味着如果有两个光子,它们将在封闭的宇宙中平行运动,最终相遇。

在一个开放而平坦的宇宙的概念中,光子将沿着它们平行的方向移动而不会相互干扰,也不会相互影响。

“传统的宇宙模型在不断膨胀,这意味着宇宙应该是一个扁平的结构。它可以追溯到宇宙膨胀的开始。在大爆炸后的第一个0.000000000000000000001秒,根据这个最新的模型,将会有一个不可思议的时间节点。宇宙从最初的无穷小点开始增长,并以指数级迅速膨胀。这种超快速膨胀的物理结构是一个平坦的宇宙。

这是大多数专家认为宇宙是扁平结构的第一个原因。马基利说:“如果宇宙不是一个平面结构,你必须‘微调’原始机制中的物理原理,使其完全一致,并在此过程中执行无数其他操作,这可能是揭示宇宙结构的必要环节。”

由于宇宙背景辐射的异常,它是宇宙中观察到的最古老的现象,由周围的微波光组成。当人们阻挡恒星、星系和其他干扰时,它将填满整个空间。它是关于宇宙历史和行为的最重要的数据来源之一,因为宇宙的背景辐射太古老了,而且遍布整个宇宙。根据最新数据,宇宙背景辐射的“引力透镜效应”超出了预期,这意味着重力对宇宙微波背景辐射的弯曲效应似乎比现有物理学解释的更为显著。

研究小组使用的数据来自2018年的普朗克实验,这是一项欧洲航天局的实验,能够比以往更详细地绘制宇宙微波背景辐射图。

为了解释宇宙额外的透镜效应,普朗克的实验项目对宇宙结构模型增加了额外的修改,科学家称之为“透镜”马奇里说:“这是你的手,试着解释你所看到的。这与物理无关,这意味着爱因斯坦的相对论中没有透镜参数。我们发现人们可以用一个正弯曲宇宙的概念来解释“透镜”,这是一个可以用广义相对论来解释的物理解释。

马基利指出,研究小组的解释并不具有决定性。根据该团队的计算结果,普朗克数据指向一个标准偏差为3.5西格玛的封闭宇宙,这是一个统计测量单位,这意味着计算结果的99.8%的可靠性不是随机的,并且数据远低于物理学家通常提到的5西格玛标准。

然而,一些宇宙学家说仍然有更多的问题,需要进一步的研究和分析。斯坦福大学的宇宙学家安德烈·安德烈·林德说,《自然天文学》的最新论文没有考虑到10月1日发表的另一篇重要论文的结论。

在这篇研究论文中,英国剑桥大学的宇宙学家乔治·埃夫斯塔塞尤和史蒂文·格拉顿也参与了普朗克合作项目。他们的研究数据范围小于《自然天文学》杂志上发表的数据。他们的分析基本上支持弯曲宇宙的观点,但是他们的统计可信度比马奇利和其他人分析的更多普朗克数据要低得多。当Ev Stasio和graton研究这些数据以及早期宇宙的其他数据集时,他们发现所有证据都指向一个开放的平面宇宙。

同时,Ev Stasio和graton对普朗克数据的依赖太少。他们的研究是基于改进的普朗克数据,而不是由600多名物理学家审查和批准的公共数据。耶夫·斯塔西奥在研究过程中直接引用了普朗克的部分数据。他指出,如果宇宙是弯曲的,它将与早期宇宙的其他数据集不一致,并将与观测到的宇宙膨胀速率不同。

目前,马奇里承认封闭宇宙模型将给物理学带来许多问题。他说:“我不想说我相信一个封闭的宇宙。我保持中立的观点。最终的研究结果将基于可信的数据。我们在研究过程中必须非常谨慎,并努力找出造成这种差异的具体原因。”