宇宙为何如此不对称?

宇宙怎么会变得如此倾斜?

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十年前,宇宙学家开始怀疑宇宙可能异常不对称。宇宙失衡的迹象来自大爆炸的余辉,即宇宙微波背景辐射(CMB),CMB 上布满了代表物质密度涨落的热点和冷点。从 2003 年开始,美国宇航局的威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)的数据表明,宇宙的一侧比另一侧更热。但这一发现与宇宙学中普遍存在的观点相悖,即宇宙在早期被称为暴胀的增长期内经历了巨大的膨胀,这应该使 CMB 看起来基本均匀。

最近几个月,宇宙不对称性的证据变得更加有力——欧洲航天局的普朗克卫星比 WMAP 更新、更灵敏,它也返回了类似的可靠证据,证明宇宙是不对称的。现在的问题是,这个谜团是否需要对宇宙进行重新思考,或者它是否是由极其不可能但最终可以解释的事件造成的。

美国宇航局喷气推进实验室(位于加利福尼亚州帕萨迪纳)的宇宙学家克日什托夫·戈尔斯基 (Krzysztof Gorski) 说:“在基于独立研究人员对公开的 WMAP 数据进行分析的多年声称之后,我们现在有了来自普朗克的冗余数据,作为令人信服的支持。”


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令人惊讶的温差可能变得更可信了,但它仍然是一个谜。奥斯陆大学的宇宙学家亚贝巴尔·范塔耶 (Yabebal Fantaye) 与戈尔斯基等人最近进行了 10,000 次模拟,模拟了在宇宙演化的标准模型下 CMB 应该是什么样子。研究人员在《天体物理学杂志快报》上报告说,只有七个结果类似于 WMAP 组装成的图像。换句话说,标准宇宙学范式可以容纳不对称的宇宙,但只是勉强可以。“这当然可能发生,但可能性不大,”范塔耶说。

研究人员已经在探索这种不对称性是否指向一些新的事物——无论是扭曲新生宇宙的假想能量场,还是与另一个宇宙碰撞留下的古老伤痕。明年,当普朗克团队发布关于 CMB 偏振(即光子振荡的方式)的数据时,将会有更多线索出现,这可以区分宇宙学上的奇异现象和仅仅是符合主流范式的怪异现象。

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