南极实验支持宇宙暴胀理论

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根据昨天在华盛顿特区举行的美国物理学会会议上宣布的发现,关于早期宇宙的新数据提供了迄今为止最强有力的证据,表明我们的宇宙在大爆炸后不久经历了一次巨大的增长爆发。这种对宇宙暴胀理论的最新支持来自于两个科学团队使用在南极运作的仪器进行的观测。

暴胀理论最早在20世纪80年代初提出,预测宇宙微波背景(CMB,大爆炸的余辉)中应该存在微小的温度差异模式。它还预测这种模式应该呈现一系列逐渐变弱的峰值。1992年使用NASA的宇宙背景探测器进行的实验提供了温度变化的第一个图像,而来自其他仪器的后续观测暗示了一个峰值的存在。但是,来自角度尺度干涉仪(DASI)和毫米波段星系外辐射和地球物理气球观测(BOOMERANG)项目的新结果揭示了两个峰值,并强烈暗示了第三个峰值的存在。“有了这些新数据,暴胀理论看起来非常有力,”芝加哥大学天体物理学家、DASI团队负责人约翰·卡尔斯特伦指出。“它在理论上一直很有说服力。现在它有了非常坚实的实验基础。”

特别值得关注的是第一和第二峰值之间的强度比,它表明宇宙中存在多少普通物质——人类、恒星和星系的构成。根据DASI的数据,它仅占宇宙总质量和能量的4.5%——这个数字与1998年基于大爆炸期间产生的元素氘的含量所做的估计非常吻合。“普通物质含量的测量结果之间的吻合简直令人震惊,”芝加哥大学的迈克尔·特纳说。“大爆炸框架和爱因斯坦的广义相对论,”他补充说,“已经通过了一项重大的新测试。”

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大众科学 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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